Forskningskommunikation

2021.02.18

Dna-studier visar flera lokala sillbestånd

Flera av sillbestånden i Östersjön är på nedgång, vilket kan få stora konsekvenser för kustens ekosystem. Under onsdagens Baltic Breakfast redovisades olika orsaker till nedgången – och hur nya rön om sillens genetik kan ge bättre kunskap om olika delbestånd.

Traditionellt sett brukar det vara torsken som står i fokus när det talas om fisk och fiske i Östersjön. Men sedan EU:s torskfiskestopp infördes för två år sedan har diskussionerna allt mer kommit att handla om sill/strömming. Några av de största bestånden har minskat kraftigt samtidigt som det tycks finnas allt mindre mängder storvuxen sill/strömming i Centrala Östersjön och Bottenhavet.  

De stora trålarnas roll har debatterats, liksom vad fisken ska användas till – som fiskmjöl till exempelvis minkuppfödning eller fiskodling, eller som mat till människor? 

Vid årets andra Baltic Breakfast den 17 februari tog Östersjöcentrum hjälp av en fiskeekolog och en genetiker för att ta reda på vad som har hänt med sillen/strömmingen i Östersjön, och hur sillens arvsmassa avslöjar förekomsten av flera olika delbestånd.

Magnus Appelberg

Fiske och födokonkurrens sänker sillen

Magnus Appelberg, senior advisor och professor med fokus på fiskeekologi vid Institutionen för akvatiska resurser, Sveriges lantbruksuniversitet, konstaterar att sillen/strömmingen i Östersjön i dag inte anses ha god ekologisk status. 

– Lekbiomassan har mer än halverats sedan mitten av 70-talet och ligger nu under gränsvärdet för säkra biologiska nivåer, säger han.  

Under samma tid har fiskeridödligheten ökat och ligger över gränsvärdet för vad som betraktas som uthålligt fiske (MSY). 

Från mitten av 70-talet minskade också storleken på sillen/strömmingen i centrala Östersjön allt mer. Utvecklingen planade ut i början av 1990-talet och har sedan dess legat kvar på den betydligt lägre nivån. 

– Orsakerna bakom denna nedgång kan säkert vara flera, bland annat fiske, men en av de största orsakerna är nog konkurrensen med skarpsillen, som ökade samtidigt som torsken minskade och ”torskboomen” gick över under 1990-talet, säger Magnus Appelberg. 

Blir könsmogna tidigare

I Bottniska viken har utvecklingen delvis sett annorlunda ut. Till exempel ökade strömmingens lekbiomassa från 1980 till mitten av 1990-talet.

– Men efter 2016 började den gå nedåt igen, säger Magnus Appelberg.   

Sedan 1990 har fiskeridödligheten ökat, med en kraftig ökning efter 2010. Och precis som i Centrala Östersjön har strömmingen i Bottniska viken också blivit allt magrare under de senaste decennierna. Akustiska undersökningar visar att andelen stor strömming (>18 centimeter) har minskat kraftigt i sydvästra Bottenhavet från år 1999/2000 till 2018.

– ICES ser också att strömmingen i Bottenhavet blir könsmogen allt tidigare, säger Magnus Appelberg. 

– Ett högt fisketryck spelar sannolikt en stor roll för denna utveckling.

Mer trålfiske vid kusten

Utifrån en karta över det sammanlagda pelagiska fiskets fördelning i Östersjön visade han att det totala fisketrycket är särskilt högt i Finngrunden utanför Gävle och vidare utmed den svenska Östersjökusten, samt utanför Öland och Gotland.

När det gäller det svenska pelagiska fisket i dessa områden har landningarna av stora fiskefartyg (>24 meter) fördubblats sedan 2012. 

– Huvuddelen av detta fiske sker under vinterhalvåret, säger Manus Appelberg.

Även i Bottenviken har fisket ökat, med en rejäl uppgång av svenska och finska landningar vid 2012. 

– Och tittar vi specifikt på det kustnära fisket ser vi att det framför allt är det pelagiska trålfisket som har ökat, säger Magnus Appelberg

Inte bara fisket som påverkar

Att ett ökat fisketryck längs ostkusten och i sydvästra Bottenhavet leder till mindre mängd sill/strömming kan tyckas logiskt. Men enligt Magnus Appelberg är det inte bara fisket som ligger bakom den utveckling vi ser i dag.

 – Det har hänt otroligt mycket i Östersjön under de senaste 70 åren, säger han.

– Vi har stora förändringar i fisksamhället. När torsken gick ned under 1990-talet gick skarpsillen upp, och började därmed konkurrera med sillen/strömmingen. Men vi har också stora förändringar i ekosystemet i övrigt i form av övergödning, ökande sälbestånd och ändrade plankton- och födoresurser.  

Sälens utbredning från Norrland till de sydligaste delarna av Östersjön spelar också in, säger Magnus Appelberg, inte minst eftersom sälen tycks föredra att äta stor strömming. 

En annan faktor är storspiggen, som har ökat kraftigt under 2000-talet och framåt. Spiggen äter djurplankton och konkurrerar därför om födan med sillen/strömmingen.

– Man gjorde beräkningar under tidigt 2010-tal som visade att spigg utgör ungefär tio procent av den totala biomassan av planktonätande fisk i Östersjön, säger Magnus Appelberg.

Vi befinner oss i genetikens guldålder

Leif Andersson

Debatten om hur sillens/strömmingens nedgång kan påverka skärgårdar och andra kustekosystem har på senare år satt fokus på frågan om delbestånd. Är de fyra stora förvaltningsområdena för Östersjöns sill/strömming representativa för hur det ser ut i verkligheten? Eller består dessa i själva verket av en flera olika delpopulationer med olika beteenden och lekmönster?

Enligt Leif Andersson, professor i funktionsgenomik vid Institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet, är svaret på den sista frågan definitivt: ja. 

När han började studera sill/strömming i slutet av 1970-talet gick det inte att hitta några genetiska skillnader mellan fiskar fångade på olika ställen; Atlanten (utanför Bergen), via Nordsjön, till Östersjön och ända upp till Kalix. 

– Men nu befinner vi oss i genetikens guldålder och kan studera hela arvsmassan med hjälp av dna-teknik, säger han. 

Nyligen publicerade Leif Andersson och hans forskarkollegor en studie i vilken man har kartlagt hela arvsmassan hos sill/strömming i Atlanten och Östersjön. Deras slutsats är att det förekommer många lokala bestånd av strömming, mellan vilka det sker ett visst genflöde.

Salt, ljus och temperatur styr generna 

– Vi kan urskilja sju huvudgrupper av sill/strömming, som vi kan kalla ”ekotyper” eftersom de är anpassade efter olika miljöer, säger Leif Andersson.

De tre huvudtyperna i Östersjön är:

  • Vårlekande strömming
  • Höstlekande strömming
  • Sill som leker i södra Östersjön men födosöker i Västerhavet.

– Sedan verkar det finnas en omfattande lokal anpassning inom dessa huvudtyper, säger Leif Andersson. 

Enligt honom har sillen/strömmingen en ”verktygslåda” med hundratals genvarianter som påverkar anpassningen med avseende på lokala förhållanden främst vid leken.

De genetiska markörer som visar störst skillnader rör gener som kan bland annat kopplas till hur fisken uppfattar skillnader i ljus, temperatur och salthalt. 

Minst tre delbestånd bara i Gävlebukten

Till exempel kan variationer i rhodopsinproteinet – en ljusreceptor som finns i näthinnans stavar – visa stora skillnader mellan olika populationer. För sill/strömming som behöver kunna se bra i Östersjöns mer rödaktiga vatten dominerar en viss genvariant som helt saknas hos sill som lever i Atlantens mer blåaktiga vatten.

Även inom Östersjön syns betydande skillnader mellan olika populationer i Östersjön, beroende på var och när på året de leker.  

– I exempelvis Gävlebukten kan vi utifrån denna genvariation säga att det måste finnas minst tre olika bestånd av strömming som leker där vid olika tidpunkter på året, säger Leif Andersson.

Dna-teknik för bättre fiskeförvaltning

Enligt Leif Andersson kan dessa nya dna-markörer användas för att definiera fler delpopulationer av sill/strömming i Östersjön och på så vis förbättra fiskeförvaltningen.    

– Nu har vi redskapen för att studera det här, säger han. 

Leif Andersson och hans kollegor har identifierat ungefär 15 miljoner genvarianter i sillens hela arvsmassa. En relativt liten andel av dessa har stor betydelse för sillens ekologiska anpassning. 

– Det är de som särskiljer de olika lokala bestånden, och gör att vi nu kan börja följa bestånden på ett helt annat sätt än vad vi kunde göra tidigare, säger han.  

***

Svar på tittarnas frågor: 

Är det naturlig dödlighet eller utfiske som står för den största andelen av det minskade beståndet?

Magnus: Den naturliga dödligheten varierar med år och ålder på fisken. För till exempel år 2018 beräknades naturlig mortalitet till 0,24 för ettåringar, för att avta till 0,14 för fiskar som är 6 år gamla. Som framgick av figuren var fiskeridödligheten runt 0,4 för 3-6-åringar under samma år, så fisket står för en huvuddel av dödligheten.

Hur bedömer du att ökningen av storspigg påverkar den relativa förekomsten av växtplankton och därmed bla siktdjup?

Magnus: I kustområdet finns det bra underlag för hur spiggen påverkar systemet. Ju mer spigg, desto mindre betare, och desto mer påväxtalger (en så kallad top down-kontroll). I det pelagiala systemet (öppna havet) finns inte samma underlag, men troligen har inte spiggen samma effekt, eftersom skarpsill och möjligen liten strömming troligen är mer effektiva planktonätare. Å andra sidan äter inte strömmingen så mycket under vinterhalvåret, medan storspiggen kan växa till under sin tid i det fria vattnet. 

Vet man hur mycket sälen äter i relation till fiskets uttag i Bottenhavet?

Magnus: Det finns tidigare uppgifter om detta (se Karl Lundströms arbeten om sälens födoval). De uppgifter jag har sett visar att det rör det sig om kanske 10% tidigare år. Hur det ser ut idag kan jag inte svara på, men eftersom sälpopulationen ökat, den är mager, kan man anta att den spelar en relativt stor roll.

Har biomassan totalt förändras? Är det mest förändringar i förhållandet mellan torsk, skarpsill, spigg m.m. eller har den totala biomassan gått ner mycket?

Magnus: Det beror litet vilken tidsperiod som avses. Det finns långsiktiga uppskattningar med start år 1900 som visar att den totala biomassan ökade från 40-talet fram till mitten av 70-talet för att därefter minska. En sammanlagd bedömning för de senaste åren har jag inte tillgång till.

Kan des genetiska markörerna hos sillen användas för att separera den ”västliga sillen” och den ”ostliga sillen” i södra Östersjön?

Leif: Ja, absolut. Det finns tydliga skillnader som vi kan använda.

Finns det möjligheter att identifiera fler delbestånd i detta område (södra Östersjön) med dessa genetiska markörer?

Leif: Det skulle jag tro, och vi diskuterar just nu att söka anslag för att öka upplösningen i vissa områden för att se om vi kan identifiera lokala populationer och hur stabila de är över tid.

Hur ser ni att detta (genetisk information) kan användas i fiskeriförvaltningen och finns en dialog med HaV om detta?

Magnus: Det kan nog vara möjligt att använda i förvaltningen. Fram till 1990  förvaltades den centrala strömmingen i flera bestånd, men det var svårt att hantera de data som samlades in för att göra separata beståndsanalyser. Det bör finnas möjlighet att inkludera i de fiskerioberoende analyserna och i landningskontrollerna för att se hur enskilda delbestånd utvecklas. Och därmed ge underlag till förvaltningen.

Leif: Jag tycker absolut att man ska använda våra genetiska markörer för att få en bättre uppfattning om beståndsutvecklingen i Östersjön. Flera andra länder (Danmark, Norge, Island, Irland) har börjat använda våra genetiska markörer och vi hoppas förstås att HaV också är intresserade av detta men jag har inte haft någon direkt kontakt med dem om detta.

Kan det storskaliga fisket vara huvudförklaringen till den minskade storleken hos strömming i Bottenhavet? (Jag antar att fisket sker selektivt för storlek?)

Magnus: Den kraftiga viktminskningen i det centrala beståndet antas i första hand vara kopplad till födokonkurrens med framför allt skarpsillsbeståndet, som ökade drastiskt efter det att torskbeståndet gick ned, och andra ekosystemförändringar. Viktminskningen (och storleksminskningen) i Bottenhavet tror man kan vara en effekt av flera orsaker, där fisket är en, sälpredation av större strömming en, men också en effekt av inomartskonkurrens då strömmingsbeståndet ökade.  

Vilka är de viktigaste åtgärderna för att vända trenden kring strömming? Vad kan göras på lokal nivå?

Magnus: Det beror på vilka möjligheter förvaltning har att påverka faktorer som antas bidra till nuvarande situation och som människan kan påverka. Jag tror att regleringen av fisket - till exempel trålförbud under hela eller delar av året, fredningsområden, fördelning av kvoter, trålgräns - skulle bidra mest. Sälen skulle kunna förvaltas på ett för kustfisket mer effektivt sätt om den kan användas som resurs. Skydd av strömmingens lekområden skulle också kunna bidra.

Hur kommer det sig att strömming i Östersjön leker vid olika tidpunkter?

Magnus: Det finns olika tankar kring detta – en är att det beror på strömmingens kondition inför leken. Men se Leifs svar nedan.

Leif: Det är olika reproduktiva strategier. Den höstlekande fisken leker efter en period med god tillgång på föda - men larverna får svälta under vintern. Den vårlekande fisken måste svälta under vintern och leken sker innan planktonproduktionen kommer igång, men larverna kläcks när planktonproduktionen kommer igång och slipper svälta det första halvåret. Innan våra studier visste man inte om lektiden bestämdes av miljöfaktorer (till exempel födotillgång) eller av genetiska faktorer. Våra studier har klart visat att det finns en mycket viktig genetisk komponent i detta, men det är inte bara genetik utan leken kan förskjutas om det till exempel är en mycket kall vår eller om det varit ont om föda.

Spelar det någon roll för miljön om strömmingen minskar i Östersjön? ”Förorenar” strömmingen Östersjön?

Magnus: Jag förstår nog inte frågan om att strömmingen ”förorenar” Östersjön. Tvärtom, så är strömmingen en av de viktigaste arterna, och är en viktigt länk i Östersjöns akvatiska ekosystem som också bidrar till utbytet mellan kust och öppet hav, och samtidigt är arten en av våra viktigaste ”ekosystemtjänster” i form av human föda.

Under 1980-talet när torskbeståndet ökade våldsamt ökade också sillens storlek i Egentliga Östersjön kraftigt (inom respektive årsklass). Det minskade strömmingsbeståndet gav mer föda åt de kvarvarande sillar och jätteströmmingar blev väldigt vanliga. Detta har inte nämnts så mycket i framförandet. Men bör kanske lyftas upp här? Jag har aldrig sett mer stora sillar under andra tidsperioder än under torskboomen.

Magnus: Intressant observation! Att torsken, som den viktigaste predatorn i Östersjöns fisksamhälle, påverkar sina bytesarter genom så kallad top down-kontroll är känt. Vilket i sin tur påverkar storleksstrukturen hos bytesarterna.

Vad kan man göra/vad görs för att minska fisket med stora trålare?

Magnus: Det är de förvaltande myndigheterna som skall svara på detta. Eftersom flera länder har rätt att fiska i Östersjön måste detta hanteras internationellt. Men se också Havs- och vattenmyndighetens förslag till åtgärder för ett ökat skydd av sill/strömming som de nyligen publicerat på sin hemsida.

Skulle vilja veta vad Magnus Appelberg tror om småskaligt kustnära strömmingsfiske i framtiden? Kommer det fortsätta minska eller kan vi hoppas på en ökning med de nya fiskekvoterna?

Magnus: Jag hoppas och tror att det småskaliga fisket skall ha en framtid. En ljusning tycker jag att Havs- och vattenmyndighetens förslag till åtgärder för ett ökat skydd av sill/strömming är. 

Med tanke på de avvikande generna hos strömmingen i Gamlebyviken; hur länge sen är det som den undersökningen gjordes och vet du (Leif) något om läget för strömmingen i Gamlebyviken i dag? (Jag bor ju precis här intill och vet många som slutat fiska strömming eftersom de helt enkelt inte får någon längre.)

Leif: Jag var där den 20 augusti 1979. Jag har frågat fiskeribiologer om denna population men inte fått något svar. Jag fick proverna från en fiskare, men har ej kvar namnet på honom. Hör gärna av dig om du får någon information om det fortfarande finns kvar strömming i Gamlebyviken. I så fall skulle det vara intressant att ta ett nytt prov därifrån eftersom det skulle ge oss en möjlighet att studera hur stabila lokala populationer är.

Eftersom det verkar som att strömming och sill är väldigt anpassningsbar; kan vi hoppas på att den överlever även om Östersjön blir allt varmare?

Magnus: Jag tror att strömmingen överlever, men det beror också på hur salthalt och syrgasförhållanden utvecklar sig beroende på klimatförändringarna. Och tyvärr hänger allt detta ihop.

Leif: Ja, jag tror att strömmingen har en betydande potential att anpassa sig till en förändrad temperatur. Vi har ju identifierat en rad genvarianter som gör att sillen kan leka i Irländska sjön till exempel. Jag berörde ju detta under mitt föredrag. Det som kanske är största risken är att en förändrad temperatur får stor effekt på planktonproduktion eller andra faktorer som är avgörande för strömmingspopulationerna. 

Finns det någon statestik för Bottenhavet åren 1970-1980 där även andra nationer än Sverige och Finland ingår?

Magnus: Det kommer att publiceras nya data för Bottenhavsströmmingen på ICES hemsida under våren, där också längre tidsserier ingår.

Vad beror minskad längd av strömming i Finngrunden (Bottenhavet) på? Finns det några studier som styrker predationstryck (i och med ökad population av gråsäl) och fisketrycket, som vi kan få del av?

Magnus: Det finns en del uppsatser som har tittat på vad som styr storleken av strömmingen i Bottenhavet. Storleksselektiv predation från säl, inomartskonkurrens hos strömmingen och storleksselektiv fiskeridödlighet är orsaker som har förts fram som möjliga orsaker.  

”Minst tre olika bestånd som leker i Gävlebukten.” Citat från andra föreläsaren. Vilka gen-markörer ska vi titta på om vi närmare vill utreda de lokala bestånden? Kan det vara relevant med områdesskydd för lokala bestånd eller anses de ändå kunna utgöra en stor geografisk spridning i Bottniska viken? Det vill säga vet vi något om att eventuella lokala bestånd skulle kunna vara relativt ”stationära” (relativt strömmingen som art).

Leif: Vi vet inte riktigt hur mycket lokal anpassning det finns och hur hög ortstroheten är. Det kan ju vara så att den höstlekande strömmingen i Gävlebukten tillhör samma population som den höstlekande strömmingen man kan fånga i Hudiksvall, och på samma sätt kanske den vårlekande strömmingen längs Norrlandskusten tillhör en population. Vi har för avsikt att söka nya forskningsmedel för att besvara dessa frågor. Vi får hoppas att vi får finansiering för detta.

***

Forskarnas presentationer:

Magnus Appelberg: Hur mår strömmingen? Beståndsutveckling, fisket och ekosystemförändringar

Leif Andersson: Sill och strömming tydligt olika. Men hur många olika sillpopulationer finns det i världen?

Se en inspelning av seminariet här nedanför: