Effects of environmental conditions experienced by parents, embryos and juveniles on later life history stages in Atlantic salmon

I denne perioden har vi vist hvordan klimaet under fosterutviklingen påvirker hvor fort laksungene vokser senere i livet. Forhøyet temperatur under fosterutviklingen gir raskere vekst, ungene lagrer mer reservenæring (fett), får større egg og større gonader enn om de blir utviklet fra egg utviklet i kaldere vann. Men ikke bare temperaturen tidlig i livet påvirker eggstørrelsen, men også temperaturen moren møter i elva påvirker størrelsen på eggene til avkommet. Varmere vann før hunnene skal gyte, gjør at avkommet, i neste generasjon, produserer større egg. Større egg virker som en preadaptasjon til et varmere klima, idet overføringseffektiviteten fra plommemasse til vev reduseres ved økende temperatur. Ved moderat klimaendring tilpasser laksen seg således raskt gjennom samspill mellom gener og miljø. Dette er det første studiet som viser en slik effekt av vanntemperaturen på eggstørrelsen på tvers av generasjoner. Klimaendringen påvirker tidspunktet for når laksungene vandrer ut fra vassdragene. Siden 1975 har laksungene i elva Imsa vandret ut 4,2 dager tidligere pr. 10-år. Som et gjennomsnitt for hele laksens utbredelsesområde, har laksen vandret ut 2,5 dager tidligere pr. 10-år de siste 50 årene. Noen laksunger vandret ut til andre tider på året. Disse vokste og overlevde dårlig. Fisk som vandret ut mellom april og september syntes å fortsette til havs så fort de vandret ut fra elva. Laksunger som vandret ned vassdraget fra slutten av september til mars ventet i elvemunningen til april-mai før de fortsatte til havs. Med klimaendringen venter vi både mer nedbør, men også alvorligere tørkeperioder. Dette kan påvirke antall laksunger som produseres i elvene. I Imsa, som vi har undersøkt, bestemmes ungeproduksjonen mest av antall rogn som gytes og minimumsvannføringen i august, første sommer avkommet lever i elva. Produksjonen er tetthetsavhengig, men ikke asymptotisk innen de eggtetthetene som er observert i elva siden 1975. Veksthastigheten til villaksen første sommer i Atlanterhavet er gradvis redusert de siste 40 årene. I 2010 var for eksempel Imsa-laksen etter ett år i havet 40% lettere enn den var på 1970-tallet. Vektreduksjonen var signifikant korrelert med temperaturøkningen i samme periode. Økningen var imidlertid under 1 °C de siste 100 årene. Det er lite trolig at en så liten økning i temperatur kan ha forårsaket den store vekstreduksjonen, siden man ikke kan observere samme vekstreduksjon annen sommer i havet. Antakelig skyldes vektreduksjonen redusert næringsopptak i sammenheng med de økosystemendringene som har skjedd i Nord-Atlanteren siden 1970 årene. Samtidig med vekstendringen har alder ved kjønnsmodning endret seg. I Imsa økte andelen smålaks fra 1975 til 2000. Etter 2000, spesielt etter 2005, ble andelen smålaks sterkt redusert. Det synes som om andelen smålaks var høyest ved midlere vekst, og lavere når veksten var spesielt sterk eller spesielt lav. Ved lav vekst mangler antakelig fisken ressurser til å gjennomføre hjemvandring og gyting. Ved sterk vekst, er overlevelse og vekst antakelig så god at det er lønnsomt å utsette kjønnsmodningen for å øke sannsynligheten til å gi avkom. En stor kropp øker konkurranse-evne på gyteplassen, slik vi tidligere har vist.

By use of time series analysis and laboratory experiments this project will analyse effects of climate and habitat loss of the production of Atlantic salmon in a Norwegian index river. Specifically we will: 1) Study effects of climate at different times o f the year and loss of lake habitat on juvenile salmon production in the River Imsa. We will do this by testing effects of numbers of eggs spawned, water temperature and flow on recruitment, growth and juvenile production. Fish migration and environmental variables in the river have been monitored daily during 37 years. 2) Work out predictions for future changes in salmon production in the Imsa (2071-2100) by using the most recent climate scenarios. 3) Study epigenetic effects of thermal treatment of pare nts and embryos on offspring growth, age and size at migration in common environment experiments. The parental fish will be split in two groups: one kept at the ambient River Imsa temperature and one in 3° C warmer water from 1 October till egg fertilizat ion. Also, offspring groups of parental fish held in natural Imsa water will be divided in two: one reared in natural Imsa water, the other in 3° warmer water till hatching. Growth will be estimated at eight constant temperatures (range 6° to 24 °C) of of fspring of parents held at both elevated and natural Imsa water. 4) Study effects of thermal treatment of parents and embryos on growth at ambient temperature in sea water and the reaction norms for sea growth and age at maturation. The experiments in sea water will last until sexual maturation at age-2 years, when fecundity and mass of individual eggs will be measured. 5) Model how life-history variation due to climate change translates to population dynamics, specifically how it affects the population g rowth rate (r). There is good gender balance in the project, and the results will be disseminated in reports, peer reviewed scientific journals and popular science journals and directly to nature managers.