Forskningsområden: Populationsanalys och -övervakning
Forskningsämnen: Bevarande, Evolution, Klimatförändringar, Populationsgenetik
Projektperiod: 2025-2027
Medverkande avdelningar från museet: Avdelningen för natur- och miljöövervakning.
Marina ekosystem påverkas på djupet av den snabba takten av klimatförändringar. Att studera dessa effekter genom regelbunden övervakning av marin biologisk mångfald är därför av största vikt för att utforma effektiva bevarandeåtgärder för marina ekosystem. Marina toppredatorer spelar en avgörande roll i att upprätthålla ekosystemets struktur och är därför viktiga mål för populationsövervakning.
Medan traditionella övervakningsverktyg ger värdefulla data om populationsstorlek och trender, erbjuder de begränsad insikt i populationernas biologi och innebär stora resursinvesteringar. Genomiska verktyg är en kostnadseffektiv kompletterande metod för att övervaka arter som möjliggör uppskattning av många biologiska parametrar såsom populationsstorlek och trender, antal reproduktiva individer, reproduktion, spridning samt genetiska index av bevarandebetydelse inklusive inavel och adaptiv variation.
Här föreslår vi att utveckla genomiska resurser för övervakning av vikare (Pusa hispida botnica), en underutforskad toppredator i Östersjön. Genom helgenomsekvensering kommer vi först att utföra storskaliga analyser för att uppskatta populationsstorlek, härleda populationsstruktur och spridningsmönster samt uppskatta genomisk mångfald i hela Östersjöns metapopulation. Därefter, baserat på dessa data, kommer vi att utveckla cirka 1000 högvariabla diagnostiska markörer och genotypa cirka 400 sälprover, vilket möjliggör regelbunden stor- och småskalig uppskattning av populationsstorlek, populationsstruktur, genomisk mångfald samt nära släktrelationer. Slutligen kommer vi att använda artfördelningsmodellering och prediktiva genomiska simuleringar för att förutsäga vikarnas framtida fördelnings-, demografiska och genomiska reaktioner på klimatuppvärmning, jakt och bifångst. Detta projekt kommer att möjliggöra utvecklingen av ett robust tvärvetenskapligt tillvägagångssätt för långsiktig övervakning, förvaltning och beslutsfattande om jaktkvoter för vikare i Östersjön.
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:
- Utföra storskaliga populationsgenomiska analyser för baslinjekunskap om vikare
- Utveckla genetiska markörer för stor- och finskalig övervakning av vikare
- 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
- Naturvårdsverket: https://www.naturvardsverket.se
Länk till annan webbplats.
För en ekosystembaserad akvatisk förvaltningLänk till annan webbplats.
- Hav: https://www.havochvatten.se/
Länk till annan webbplats.
- Helcom: https://helcom.fi/
Länk till annan webbplats.
- ICES: https://www.ices.dk/
Länk till annan webbplats.
Finansiär
Naturvårdsverket (projekt-ID: 2024-00132)

Team

Niclas Gyllenstrand | Intendent
08-519 54 284
niclas.gyllenstrand@nrm.se

Martin Sköld | Förste intendent



Karl Lundström | SLU
Projektledare
Nicolas Dussex
