Vi människor lämnar djupa spår i naturen, det kan Allen Hia Andrews intyga. Han har nämligen ägnat stora delar av sitt yrkesverksamma liv åt att åldersbestämma fisk baserat på historiska kärnvapentester. Än idag, i ett hav långt bort från kärnvapentesterna som genomfördes av USA och Ryssland under 1950- och 60-talet, syns dessa händelser i Östersjöfiskarnas hörselstenar – eller otoliter som de också kallas. Men varför ägnar Allen tid åt att bestämma ålder på Östersjöfisk? Finns inte den informationen redan? Svaret är nja. Det finns mycket data på tillväxt och ålder, men den stora frågan är om data är baserad på korrekt information. Åldersbestämning av fisk har spelat en betydande roll inom forskningen om fiskebiologi och ekologi under det senaste århundradet, med syfte att övervaka och bedöma fiskbestånd för förvaltning och forskning. De flesta modeller för beståndsanalys baseras på ålder och individer indelas i grupper av fiskar som föddes samma år inom en population eller ett bestånd. Är informationen fel, och fiskarna blir äldre eller yngre än beräknat, får det stora konsekvenser på hur fiskbestånd förvaltas, fiskas och i slutändan deras långsiktiga livskraft.
Konsekvenserna av felaktig åldersbedömning kan vara förödande.
– I mitten på åttiotalet var det stora samlingar av Atlantisk soldatfisk utanför Nya Zeeland och Australien. När de upptäcktes fiskades enorma mängder tills fisken nästintill var försvunnen. Fiskeriförvaltningen hade åldersbestämt soldatfisken till att bli max 20–30 år, men sanningen var att de kunde bli över 100 år, säger Allen, fiskeribiolog och gästforskare vid SLU Aqua.
Hur kunde detta ske? Ett vanligt sätt att åldersbestämma fisk är att titta på fiskens hörselstenar och räkna årsringar. I fallet med soldatfisken så visade det sig finnas små tillväxtzoner, som var svåra att tyda i otoliterna, och resultatet blev att hela populationer utplånades.
Vad är otolit?
I innerörat finns kristallina ansamlingar av kalciumkarbonat och proteinpartiklar. Tillskillnad från spongiösa ben, såsom skelett, så återuppbyggs inte otoliten. Otoliten växer i stället i takt med fisken och det bildas årsringar, precis som det gör på träd. I otoliten lagras information om fiskens omgivning, från att den föddes till dess att den dör.
Den metod som Allen ägnar sig åt, och som bidragit till att han åldersbestämt fiskarter runtom i världen, kallas bombpulsmetoden. Den utgår från information i otoliten, men inte årsringar, utan markörer från kränvapentester.
Allen Hia Andrews använder en microfräsmaskin för att ta prover på otoliter. Foto: Allen Hia Andrews
De kärnvapentester som genomfördes på 1950 och -60 talet skapade en kol-14 signal som vandrade upp i stratosfären, cirkulerade runt jordklotet och återgick sedan till troposfären och ned i det akvatiska ekosystemet. Signalen lagras i biogent karbonat som exempelvis i hermatypiska koraller (revuppbyggande koraller) där signalen tydligt framgår i de årliga tillväxtringarna. Samma signal syns i fiskens otoliter eftersom kol kommer från samma källa – löst oorganiskt kol i det vatten där fisken lever. Kol-14 signalen i otoliten uppvisar ett mönster över åren som liknar kol-14 kurvan i atmosfären. Genom att titta på kärnan i otoliten, alltså fiskens tidigaste levnadsår, och jämföra signalen i otoliten med atomsfären, kan ålder bestämmas.
Figur. I y-axeln visas förändring av kol-14, där 0 är utgångsläget. Den heldragna, svarta linjen visar förändringen av kol-14 i atmosfären på norra halvklotet över tid. Kol-14 kurvan ökar kraftigt vid olika tidpunkter på 1950- och 60-talet till följd av genomförda atmosfäriska kärnvapentester. De övriga kurvorna i figuren visar förändring i kol-14 över tid i olika akvatiska miljöer. Det framgår tydligt att kurvorna för de olika miljöerna reflekterar kurvan som visar förändringen av kol-14 i atmosfären. Den lägsta kurvan (prickad) representerar förändring i kol-14 i nordvästra Atlanten. Det är en miljö där djupvatten blandas med ytvatten, vilket sänker kol-14 kurvan. Östersjön finns inte representerad i figuren, men liknar troligen den blå linjen med datapunkter för färskvattenssjöar i Nordamerika. Det är en hög kol-14-kurva eftersom avrinningsområdet transporterar kol-14 när det flödar från land till hav. Genom att matcha kol-14-signalen i fiskens otolit, och jämföra den med kol-14-kurvan för miljön där fisken växte upp, kan fiskens ålder fastställas mycket noggrant, och ålder bestämd genom att räkna åldersringarna i otoliten, kan jämföras för validering.
Francesca Vitale, forskare vid Institutionen för akvatiska resurser på SLU Aqua, arbetar bland annat med beståndsuppskattning. Francesca har initierat projektet Öka kunskapen om sill och skarpsill som fått anslag av BalticWaters via Program för forskningsprojekt och förstudier.
– Åldersstruktur hos fiskpopulationer är en otroligt viktig information i beståndsanalys. Vi vet mycket om ålder hos sill och skarpsill, problemet är att vi inte vet om det är korrekt kunskap då den är baserad på antaganden om att räknemetoden är korrekt, säger Francesca.
Förutom att titta på otolitens åldersringar finns andra metoder för att försöka åldersbestämma fisk. Märkning och återfångst är ett exempel, där fisken mäts och vägs för att sedan märkas och släppas tillbaka. Vid återfångst får forskarna information tillväxt sedan märkning.
– Problemet med märkning är att vi enbart får en uppfattning om tillväxt mellan två givna tidpunkter, men ingen information om ålder. Bombpulsmetoden ger oss i stället en absolut ålder, säger Francesca.
Francesca Vitale.
Det gäller dock att hålla tungan rätt i munnen. Potentialen för bombpulsmetoden är stor men måste bedömas från region till region på grund av skillnader i kol-14 i miljön över tid. Men redan nu ser Allen och Francesca att kol-14 nivåerna korrelerar mellan flera fiskarter i Östersjön vilket visar på att metoden fungerar.
Målet med projektet är att etablera en referensuppsättning som på sikt bidrar med korrekt och konsekvent åldersbestämning på fisk. Det kommer också leda till att det går att följa förändringar i populationens åldersstruktur över tid vilket ger viktig information inför beslut om förvaltning.
– En korrekt åldersbedömning möjliggör även att vi kan följa starka rekryteringsår och fiska på populationerna hållbart. En korrekt åldersbestämning är en förutsättning för en hållbar fiskeriförvaltning. Mitt hopp är att det som hände med den Atlantisk soldatfisk utanför Nya Zeeland och Australien inte ska händ fler arter, säger Allen.
Två skarpsillsotoliter med en skalpell för referens för att visa hur små otoliter kan vara. Foto: Allen Hia Andrews
Vad händer inom projektet just nu?
Estimeringar visar på att sill i Bottniska viken kan bli 20 år. Om det stämmer är det unikt då sill i andra hav blir 10-12 år. Just nu väntar Allen och Francesca på analysresultat. Otoliter från 30 sillar och 30 skarpsillar analyseras för tillfället skickade till The Laboratory of Ion Beam Physics (LIP) i Zürich för att fastställa kol-14.
Vill du veta mer? Kika på Allens presentation om projektet som han höll på 7th International Otolith Symposium i Chile i mitten av oktober. Du hittar presentationen här.
Öka kunskapen om sill och skarpsill genomförs av SLU Aqua. Via BalticWaters program för forskningsprojekt och förstudier har projektet beviljats anslag om 991 900 kronor. De tre andra projekten som anslagits medel kan du läsa mer om i artikeln Fyra nya forskningsprojekt för en levande Östersjö.
