Hoppa till innehåll
Logotyp för Naturhistoriska riksmuseet
Logotyp för Naturhistoriska riksmuseet
Sill

Foto: Nicolas Dusex

Historiskt DNA visar sillens förmåga till klimatanpassning

Detta projekt kommer att studera den demografiska och adaptiva responsen från atlantisk sill och östersjösill/strömming på uppvärmning av haven, med hjälp av en tidsgenomisk metod som bygger på jämförelser av historiska och moderna genom och simuleringar framåt i tiden.

Forskningsområden: Populationsanalys och -övervakning

Forskningsämnen: Bevarande, Evolution, Klimatförändringar, Populationsgenetik

Projektperiod: 2024-2026

Medverkande avdelning vid museet: Avdelningen för natur- och miljöövervakning.

Klimatförändringar och allt varmare havsvatten förväntas förändra marina ekosystem. Det kommer att leda till omfattande förändringar i arters utbredningsområden, och varmvatten anpassade arter kommer troligen flytta sina utbredningsområden längre norrut. Hos vissa arter kommer det också ske en genetisk anpassning till förändrade klimatförhållanden men inom vissa gränser. Ett exempel är sillen (Clupea harengus), en nyckelart i Norra Atlantens ekosystem, som har en enorm populationsstorlek och härbärgerar en hög grad av genetisk variation. Den är också känd för sin populationsdynamik som ibland innebär en dramatisk ökning av förekomsten i vissa områden, till exempel de sillperioder som förekommit på den svenska västkusten. Sillen har också en betydande anpassningsförmåga och är en av få marina fiskar som kan leka ända längst inne i Bottenviken.

Tidigare resultat har visat att både plasticitet och genetisk variation bidrar till denna ekologiska anpassning. I denna studie kommer vi att undersöka hur sillen har anpassat sig till förändrade miljöförhållanden de senaste 600 åren genom att jämföra genomsekvens data från historiska prover med redan tillgängliga data från moderna prover, och i sin tur använda dessa resultat för att predicera hur sillen kommer påverkas av förväntade klimatförändringar de kommande hundra åren. Resultaten kommer ha stor betydelse för planering av hur ett uthålligt fiske på sill kan bedrivas nu och i framtiden.

Projektbeskrivning

Klimatuppvärmningen påverkar ekosystemen allvarligt globalt och uppvärmning av haven framkallar redan förändringar i arternas mångfald och utbredning. Nedgången av arter som spelar en avgörande roll i ekosystemet kommer potentiellt att inducera irreversibla kaskadeffekter och omstrukturering av ekosystemen. För att förstå effekterna av uppvärmning av temperaturer på artutbredning och populationsdynamik och utveckla lämpliga bevarandeåtgärder för marina ekosystem är det därför avgörande att utveckla robusta övervakningsmetoder.

Medan traditionell övervakning (t.ex. populationsräkningar, satellittelemetri) tillhandahåller värdefulla data om vilda populationsräkningsstorlekar (Nc) och trender, beteende och livsmiljöanvändning men är arbetsintensiva och kostsamma. Däremot tillhandahåller genetisk övervakning en kostnadseffektiv och kompletterande metod till populationsövervakning, som gör det möjligt att uppskatta tidigare och nuvarande effektiv populationsstorlek (Ne), antal individer som bidrar till reproduktion (Nb), spridningsmönster, släktskap och genetiska indikatorer av bevaranderelevans (t.ex. inavel, adaptiv variation).

Att förutsäga arters framtida reaktioner på olika stressfaktorer är också väsentligt för artövervakning och förvaltning, särskilt givet den höga graden av osäkerhet om effekterna av klimatuppvärmningen och mänskligt tryck (t.ex. jakt). Genom att kombinera empiriska genomiska data, artdistributionsmodeller och genomiska simuleringar skapas det perfekta multidisciplinära ramverket för att göra förutsägelser om arternas framtida ekologiska, evolutionära och genomiska svar på klimatförändringar.

Vikaren (Pusa hispida botnica) är ett viktigt rovdjur i Östersjön och är mycket känslig för effekter av klimatuppvärmning eftersom honor är beroende av havsisen för födsel och amning av sina kutar. Kunskap om populationsstorlek är ofta avgörande för förvaltning av arter. Den höga osäkerheten om antalet sälar och genflöden mellan subpopulationer och den låga upplösningen av traditionella genetiska markörer kräver dock ett akut behov av utveckling av en robust genomisk övervakning av vikare i Östersjön.

Här föreslår vi att utveckla ett genomiskt övervakningsverktyg för vikare i Östersjön genom att utnyttja en omfattande samling av vävnadsprover, toppmoderna populationsgenomiska analyser och simuleringar. Projektet har tre huvudmål:

  1. Utföra storskaliga populationsgenomiska analyser för baslinjekunskap om vikare
  2. Utveckla genetiska markörer för stor- och finskalig övervakning av vikare
  3. Förutsäga framtida fördelningsmässiga, demografiska och genomiska svar från vikare på klimatuppvärmning, minskning av livsmiljöer och jaktintensitet

Samhällsrelevans

Östersjövikaren övervakas inom ramen för HELCOM som en indikatorart för Östersjöns hälsa, med förvaltningen uppdelad i två enheter: Bottenviken och de tre södra reproduktionsområdena. Begränsad förståelse av genflöden och demografiska trender, särskilt bland de södra delpopulationerna som påverkas av dåliga isförhållanden, kräver dock data om populationsstruktur och spridning för att förfina bevarande- och förvaltningsåtgärder.

Standardiserad övervakning för sydliga delpopulationer hämmas av isbrist, vilket gör att populationsuppskattningar är kritiska för ICES, som ger evidensbaserad vägledning om havsförvaltning. Arbetsgruppen för marin däggdjursekologi (WGMME) kommer att använda dessa resultat för att förbättra förvaltningsstrategier för vikare i Östersjön.

Denna forskning ger också information om hållbara jaktstrategier genom att tillhandahålla data om abundans, antal reproducerande individer och spridning, vilket hjälper till att fastställa jaktkvoter och geografiska gränser för att skydda sårbara delpopulationer. Dessutom kommer insikter populationsdynamik att hjälpa till att hantera resurskonkurrens mellan sälar och fiske, vägleda hållbara fiskemetoder och minimera konflikter genom detaljerade ekologiska modeller och prognoser.

Relevanta länkar

Finansiär

Formas (projekt-ID 2023-00588)

Projektgrupp

Prof. Love Dalén (NRM, Stockjolm Universitet)

Prof. Kerstin Johanneson (Göteborgs Universitet, Tjärnö marina laboratorium)

Prof. Leif Andersson (Uppsala Universitet)

Projektledare

Nicolas Dussex

Nicolas Dussex

Forskare

Populationsanalys- och övervakning

Epost-ikon Nicolas.Dussex@nrm.se

Forskningsområden: Populationsanalys och -övervakning

Forskningsämnen: Bevarande, Evolution, Klimatförändringar, Populationsgenetik

Innehållsansvarig: Nicolas Dussex