Mänskliga påverkansfaktorer och klimatförändringar hotar Östersjötorsken. Inom projektet ReCod har utsättningar av torsklarver seglat upp som en möjlig väg för att stärka beståndet. Flera forskningsprojekt finansierade av BalticWaters pågår samtidigt med målet att öka kunskapen om Östersjötorsken. I ett projekt ska Sebastian Politis, med hjälp av molekylära verktyg, undersöka hur larvernas tolerans för syre, salthalt och temperatur påverkar deras överlevnad i Östersjön.
Östersjöns havsmiljö är under ständig förändring. Medan mänsklig påverkan kraftigt har förändrat dess miljöförhållanden, förväntas klimatförändringar orsaka ytterligare förändringar i den redan hårt belastade havsmiljön. Det skapar nya utmaningar för de arter som är anpassade till Östersjöns unika miljö – inte minst Östersjötorsken som efter årtionden av överfiske och misslyckad förvaltning står inför en akut situation.
En anledning till att torskbestånden inte kunnat återhämta sig är att torsken är beroende av särskilda nivåer av salthalt och syre för att reproducera sig – nivåer som i princip bara uppfylls i Bornholmsdjupet i Östersjön. År 2020 inleddes första steget i projektet ReCod – utsättning av småtorsk i Östersjön för att testa om utsättning av torsklarver, uppfödda på forskningslaboratorium, kan stödja en långsiktig återhämtning av bestånden.
Projektet har redan lett till många nya insikter. Men när det gäller torsklarvers anpassning till olika miljöförhållanden, finns det fortfarande mycket kvar att lära.
– För att ge larverna den bästa möjliga överlevnadschansen måste vi få en tydlig bild av hur de påverkas av olika miljöförhållanden, säger Sebastian Politis, forskare vid Danmarks tekniska universitet (DTU).
Sebastian är forskare inom experimentell biologi med särskilt fokus på hur organismer anpassar sig till sin miljö. Inom ramen för ReCod leder han nu ett projekt där han med molekylära verktyg ska undersöka hur olika miljöförhållanden påverkar torskens utveckling och överlevnad vid olika tidiga livsstadier.
ReCod ska hjälpa torsken förbi det sårbara äggstadiet
För en lyckad reproduktion ska torskens ägg ska flyta en bit ovanför botten, men de syrefattiga bottnarna och den låga salthalten gör att äggen i stället sjunker till botten och dör. I dag finns det endast en plats kvar i södra Östersjön med förutsättningar som behövs för att torsken ska lyckas fortplantning sig – Bornholmsdjupet. Projektet ReCod – utsättning av småtorsk i Östersjön startade med målet att testa om det går att hjälpa torsken förbi det sårbara äggstadiet och därmed öka antalet småtorskar i havet som ett steg i att stärka bestånden.
Så förändras torskens tolerans – från embryo till larv
Projektet fokuserar på tre viktiga miljöparametrar för torskens tidiga utveckling och överlevnad: salthalt, syre och temperatur. När torsklarverna föds upp inom ReCod är det under optimala miljöförhållanden, men när larverna sedan släpps ut i Östersjön möter de en mer varierad miljö som riskerar att stressa de känsliga larverna.
Det är troligt att toleransen för salt, syre och temperatur förändras i och med att torsken utvecklas – från embryo till larv. Men än så länge är toleransgränserna genom torskens tidiga livsstadier okända, vilket är något man ska undersöka inom projektet.
– För att kunna optimera överlevnaden vid utsättning i Östersjön måste vi förstå var deras toleransgränser ligger, säger Sebastian.
För att göra det är forskarna intresserade av torskens genuttryck vid olika tidiga livsstadier – men vad innebär egentligen det? Sebastian förklarar:
– När vi exempelvis är hungriga aktiveras vissa gener som signalerar till kroppen att vi behöver mat. Samma sak gäller när en organism utsätts för olika stressfaktorer, som låg salthalt eller hög temperatur, säger han.
Genom att studera genuttryck kan forskarna identifiera så kallade biomarkörer – specifika gener som visar starkast respons på en viss stressfaktor och därmed kan fungera som indikatorer. Målet är att skapa en uppsättning biomarkörer för torskens olika livsstadier som kan användas för att följa hur den reagerar på nya miljöer.
Experiment på forskningsstationen Ar
Projektet inleddes tidigare i år och Sebastian och hans forskargrupp har redan hunnit en bra bit på vägen. I början av sommaren spenderade de två intensiva månader på forskningsstationen Ar på norra Gotland för att genomföra flera kontrollerande experiment. Genom att manipulera syre, temperatur och salthalt kunde forskarna mäta larvernas tillväxt och överlevnad under olika miljöförhållanden. Med stöd av forskningsstationens personal lyckades forskningsgruppen genomföra flera experiment parallellt.
I projektets första experiment undersöktes torsklarvers överlevnad i olika salthalter.
– Vi simulerade övergången från den optimala salthalten larverna föds upp i på forskningsstationen till de 7 psu som det normalt är i Östersjön när de sätts ut, berättar Sebastian.
I det andra experimentet testades torsklarvernas känslighet för olika stressfaktorer vid olika livsstadier – från embryo till färdigutvecklad larv. Larverna utsattes för varierande temperatur, salthalt och syrenivåer för att bedöma hur dessa faktorer påverkar dem vid varje stadium i deras utveckling.
Forskargruppen genomförde även ett experiment för att undersöka den kombinerade effekten av olika stressfaktorer. Experimentet omfattade bland annat kombinationer av låg syrehalt och låg salthalt samt effekterna av låg syre- och salthalt i kombination med hög temperatur, berättar Sebastian.
– Det är viktigt att förstå hur larverna påverkas av stressfaktorer samtidigt, eftersom det speglar den verkliga situationen i Östersjön, säger Sebastian.
I projektets sista experimentet ville forskarna undersöka när generna aktiveras i larverna som svar på olika stressfaktorer. Larverna utsattes för låg temperatur, hög temperatur, låg salthalt och hög salthalt. För varje stressfaktor togs prover vid olika tidsintervall, från 0,5 timmar upp till 24 timmar.
Resultat med långtgående effekter
Med experimenten avklarade återstår nu ett omfattande analysarbete för Sebastian och hans forskargrupp och förhoppningen är att arbetet ska vara klart i slutet av 2025.
Går det redan nu att säga något om vad som finns att vänta av de stundande resultaten? Sebastian svarar:
– Genom att identifiera toleransgränserna för olika miljöfaktorer vid torskens tidiga livsstadier kommer projektet kunna ge vägledning för hur man på bästa sätt föder upp, hanterar och släpper ut torsklarver för att maximera deras överlevnad.
De förväntade resultaten är därmed en viktig pusselbit för att utveckla utsättningsmetoderna inom ReCod, inte minst nu när projektet går in i sin nästa fas och tar plats på BalticWaters nya forskningslaboratorium.
Sebastian menar även att projektet inte bara kan bidra till att stärka det östra torskbeståndet utan samtidigt kan sprida ringar på vattnet för forskning inom fler områden.
– Projektet kommer att skapa en unik kunskapsbas med biomarkörer för olika stressfaktorer vid torskens olika tidiga levnadsstadier. I stället för att undersöka hela genuppsättningen kommer man kunna kolla på ett fåtal gener, förklarar Sebastian.
– Den kunskapen kommer att vara av stort värde för all forskning som fokuserar på organismers tidiga livsstadier, inte enbart torsk, avslutar han.
Mer om projektet
Projektet ”Optimera utsättning av torsklarver” kommer genomföras av forskare från Danmarks Tekniske Universitet (DTU) och pågår till och med år 2025. Via BalticWaters program för mindre forskningsprojekt och förstudier har projektet beviljats anslag om 1 000 000 kronor som stöd för genomförandet av den vetenskapliga studien. De fem andra projekten som anslagits medel går att läsa mer om i artikeln Sex nya forskningsprojekt för en levande Östersjö.
Om ReCod
ReCod – utsättning av småtorsk i Östersjön är ett av BalticWaters största och längsta projekt, som startade 2020 och planeras pågå till 2034 och delas upp i tre steg.
2020 – 2024 genomfördes steg 1 på forskningsstationen Ar på Gotland – mitt i Östersjön. Målet med steg 1 har varit att genomföra försök med utsättningar av 4 – 6 dagar gamla torsklarver på några platser utmed ostkusten. Om försöken blir framgångsrika finns möjlighet för återetablering av torsken i Östersjön på fler platser, något som ökar chanserna att bevara och skydda det unika östra beståndet.
ReCod steg 2 och 3 kommer att drivas på BalticWaters nya fiskforskningslaboratorium från och med 2025. Torsklarver kommer att matas upp till 30 dagar och sedan till större fisk för utsättning och forskning. Målet är att hitta den ålder och storlek på fisk som har bäst förutsättningar att klara sig i det vilda.
ReCod genomförs och finansieras av BalticWaters, med stöd av Uppsala universitet och andra partners.
