Local effects of global warming: Effects of period of higher temperature than the normal range for Atlantic salmon

Fleire og lengre periodar med sjøtemperaturar over optimum for vekst for laks fører til uheldige oppdrettsforhold langs Norskekysten. Historisk sett har store temperatursvingingar vore observert, medan snittemperaturen har auka og er forventa å fortsetje å auke. Vasstemperatur påverkar matlyst, stoffskifte og vekst hos fisk, og temperaturar over optimum vil føre til fleire fysiologiske og velferdskonsekvensar for fisken. I sommarmånadane, når vasstemperaturen er over optimum for vekst, er det registrert at både vekst og appetitt er redusert. Med eit klima i endring er det viktig å undersøke korleis laksen tolererer høg temperatur, og korleis ein gjennom tilrettelagte produksjonsstrategiar og skreddarsydde fôr kan bidra til å auke meistring og prestasjon. Målet med prosjektet var å sjå nærare på dei underliggande mekanismane som gir utslag i dei observerte fysiologiske responsane, med særskilt fokus på korleis temperaturar over optimum påverkar appetitt, vekstregulering, metabolisme og antioksidantforsvar. Fleire korttids- og langtidseksperiment blei utført på hovudsakleg laks av ulike storleikar, der laks blei eksponert for anten høg temperatur (19°C) eller haldt på optimumstemperatur for laks (13°C). Resultata viser at stor laks er meir påverka av høg temperatur enn mindre laks, og hadde både redusert appetitt og vekst. Appetitt er stimulert av hormonet ghrelin, som var vist å auke i plasma før eit forventa måltid. Laks på under 1 kg såg ut til å tolerere periodar med høg temperatur, og kompenserer for den auka metabolismen med å auke fôrinntaket for å dekke det ekstra behovet for næringsstoff ved høg temperatur, i staden for å redusere fôrinntaket. Retensjonen av næringsstoff var lågare ved høg temperatur, noko som tyder på at næringsstoffa var brukt til energi framfor vekst. Laks i alle storleikar som var eksponert for ulike periodar med høg temperatur hadde lågare vekststimulering formidla gjennom veksthormon (GH) ? insulin liknande vekstfaktor (IGF) aksen. I tillegg førte høg temperatur til eit auka oksidativt trykk og dermed eit høgare behov for antioksidantvitamina E og C. Høg temperatur fører også til hypoksia i merdene, noko som åleine eller i kombinasjon med høg temperatur var vist å føre til lågare appetitt, vekst og retensjon av næringsstoff. Kunnskap frå dette prosjektet vil vere viktig for å danne ein strategi for å sikre produksjon og velferd periodar der sjøtemperaturane aukar.

The intensive culture of Atlantic salmon farming at the Norwegian west coast may experience more frequent periods of elevated sea temperature for prolonged periods. During the summer period with high temperatures, reduced appetite and growth, increased mo rtality and disease problems already exist. Preliminary results from our research group have shown that appetite and growth reduction is considerable in farmed Atlantic salmon, and development of anorexia at high temperatures is common. Also the anti-oxid ant defense system in the fish is reduced, and vitamin E stores are almost depleted. We have indications that changes in macronutrient composition of diets in addition to tailored antioxidant mixtures, may improve this situation. With our collaborators, w e have developed a broad range of research tools that will be utilized in the proposed project to investigate the physiological mechanism behind thermal stress. We intend to focus the stimulating effects of nutrients and hormones in small scale experiment s, where we will examine the effects of intraperitoneal (IP) injection of recombinant leptin and ghrelin on feed intake and gene expression of appetite specific genes at different temperatures. For understanding signaling of hormones before and after meal s, we will focus on pre- and postprandial changes of GH-IGFs and IGFBPs under normal and elevated sea temperatures, and using different feeding regimes. Together with our Japanese collaborator we have been able to establish a new method of detecting IGFBP s in Atlantic salmon, and one aim of this project is to establish new methods of detecting salmon growth and appetite hormones together with our collaborators. Finally we will perform dietary energy experiments, production strategies and comparative studi es to study energy metabolism effects on feed intake, hormones and the antioxidant system. Together this would gives us detail knowledge on appetite, growth and antioxidant status during thermal stress.