Environmental stress processes: the role of anthropogenic pollution in a rapidly changing terrestrial environment

Nivåene av mange miljøgifter er blitt kraftig redusert gjennom de siste tiårene, og det er derfor naturlig å spørre om de fremdeles utgjør en trussel mot dyr og mennesker. Stress som organismer utsettes oppstår som et samvirke mellom ulike naturlige og menneskeskapte faktorer, deriblant miljøgifter. Hvor viktig miljøgifter kan være som stressfaktor avgjøres derfor ikke bare av hvor høye nivåene er, men også av andre forhold som klima og mattilgang. Hensikten med dette prosjektet har vært å undersøke hvordan miljøgifter kan innvirke på stress ved å studere sentrale toppredatorer i Norge, ved hjelp av dataserier på miljøgifteeksponering, næringstilgang og klima. Fokus har vært å undersøke hva som styrer variasjonen i konsentrasjonene av organiske miljøgifter og tungmetaller i tid og rom, samt hvordan forurensing kan forårsake fysiologisk stress, ved å analysere stresshormoner i fjær fra kattugle samlet inn over mer enn 30 år. For bedre å forstå hvordan akkumulering av organiske miljøgifter og tungmetaller skjer har vi også sammenligner det terrestriske økosystemet med nærliggende ferskvannssystemer. Tilgang på unike langtids dataserier har satt oss i stand til å bedømme om miljøgifter er en betydelig stressfaktor, og på hvilken måte toppredatorer har for å tilpasse seg et miljø i rask endring. Resultatene viser blant annet hvordan utbredelsen av flere tungmetaller i det terrestriske miljøet styres av landskapsformasjoner, industri og bebyggelse og hvordan organiske miljøgifter akkumuleres på ulik måte i tilgrensende terrestriske og akvatiske økosystemer. Både sammensetning, trender årlig variasjon er ulike, noe som tyder sterkt på at biologiske og fysiske prosesser påvirker miljøgiftene i ulik grad, også lokalt.

This interdisciplinary and international project has increased research collaboration and provided results about the distribution of pollution in different ecosystems that is very usleful for different stakeholders such as management.

The concentrations of many environmentally hazardous pollutants have dropped over the last decades. It is thus timely to ask whether they still pose significant stress to wildlife and humans. Environmental stress consists of complex interactions between co-occurring natural and anthropogenic factors ? so-called multiple stressors. The role of pollution as a stressor is thus not only determined by exposure, but is defined in combination with other stressors, such as feeding conditions and climate. The main aim of this project is to document how pollution may modulate stress by studying key avian top predatory species in central Norway using long-term data on pollutant exposure, climate and feeding conditions. This interdisciplinary project will apply theories and methods from ecology, climatology, and landscape ecotoxicology to study terrestrial tawny owls (Strix aluco), and the freshwater goldeneye duck (Bucephala clangula). We will have more than 30 years of detailed (individual-level) data from tawny owls and 20 years for goldeneye. Work package 1 will analyse spatiotemporal variation in the concentrations of organohalogenated compounds and elements, measured in eggs and feathers in relation to ecological (food availability, diet composition, breeding density and morphology) and environmental factors (climate and anthropogenic activity). Work package 2 will unravel how pollutants modulate physiological stress responses by analysing stress hormones in tawny owl feathers, collected over more than 3 decades based on the spatiotemporal gradients identified in WP1. In addition, reproductive and survival data will be analysed to test how pollution might interact with other environmental stressors to cause ecological effects. Access to unique long-term data series from adjacent habitats will enable us to assess the potential of pollution to modulate stress pathways, and thus capacity of these top predators to adapt to a rapidly changing environment.