Using the past (& present) to predict the effects of changing food environment and temperature on Northeast Arctic cod in the Barents Sea.

Tåler torsk varmere forhold og hvordan vil dette endre det de spiser? Torsk er en nøkkelart i Barentshavet; torsken er uten tvil en av de mest økologisk og økonomisk viktige artene i Nord-Atlanteren. Til tross for at den nordøstarktiske torskebestanden er i god stand og høstes bærekraftig er den truet av virkningene av globale klimaendringer. Økt temperatur blir ofte sett på som den eneste effekten av klimaendringer på marint liv, men konsekvensene er imidlertid mer vidtrekkende enn som så; torsken kan påvirkes på mange og til dels ukjente måter. En understudert effekt av klimaendringer er forandringer i mattilgjengeligheten for torsken. Antall og utbredelse av torskens vanlige byttedyr, som lodde og sild, kan endre seg og slik påvirke hva som er tilgjengelig som mat for torsken. Videre kan Barentshavet bli hjemsted for et økt antall invaderende arter, som snøkrabbe og rød kongekrabbe, noe som kan endre miljøet og økosystemet og dermed forstyrre forholdet mellom torsk og deres normalt foretrukne mat. Et avgjørende spørsmål er derfor hvordan endringer i temperatur og mattilgjengelighet påvirker torsken både på individ- og bestandsnivå. I dette unge forskningstalentprosjektet har vi en unik mulighet til å bruke omfattende datasett som spenner over mange år sammen med innovative modelleringsverktøy for å undersøke virkningene av økt temperatur og endret mattilgjengelighet på nordøstarktisk torsk. Et oppstartsmøte fant sted i mai 2024 holdt ved Universitetet i Oslo hvor alle deltakerne deltok, over to dager. Det ble holdt flere vitenskapelige presentasjoner av deltakerne som førte til produktive og stimulerende diskusjoner for planlegging og gjennomføring av forskningen fremover. To manuskripter er utgitt som en del av prosjektet så langt. Den første fokuserer på effektene av biomassereduksjonseffekter på rollen til klimafiske og rekruttering på fiskepopulasjonsdynamikken, og tester på tvers av 54 marine fiskearter. Dette manuskriptet ble ledet av Joël Durant, arbeidspakkeleder i Oslo og medforfatter av P.I, Rebecca E. Holt. De sterkeste endringene ble funnet i pelagiske habitater. Disse artene viste økt følsomhet for endringer i eksterne drivere som klima og fiske ved biomassenivåer samtidig med en prekollapsperiode sammenlignet med biomassenivåer etter kollaps. Det andre manuskriptet fokuserer på rovdyr-byttedyr-dynamikken mellom torsk og hyse som svar på klimaoppvarming. Denne publikasjonen ble ledet av Joël Durant, arbeidspakkeleder for forskningsprosjektet og medforfatter av P.I. Forskningen fant at utbredelsen og økt forekomst av torsk kan begrense utvidelsen av hyse til nye områder i Barents- og Nordsjøen.

Many studies focus on a single driver within global climate change, primarily temperature, but fail to consider the wider implications of environmental change at the individual and population level. In this project, we will develop and apply a multifaceted innovative modelling approach, combined with extensive high-resolution long-term data to evaluate the potential impacts of changing food environment (through prey availability, prey composition, diet: prey type, energy content and digestibility) and temperature on the economically and ecologically important Northeast Arctic cod (Gadus morhua) in the Barents Sea We will use extensive unique spatio-temporal datasets, including the NEA cod stomach content database, spatiotemporal prey abundance datasets that reflect NEA cod diet, and environmental datasets for temperature in the Barents Sea. These data sources together with existing empirical knowledge will be used to quantitatively analyse past and present changes in predator-prey dynamics, prey availability and NEA cod diet (WP 1 & 2). This vital information will be used to parametrise, and develop, novel trait-based models to examine the effects of changing temperature and spatio-temporal food environment on important population characteristics, such as survival, growth, reproduction, mortality, and productivity of NEA cod (WP3). We will use a mechanistic approach, focusing on the well-known respiratory physiology mechanism allowing us to provide predictions of temperature- and food-environment-induced adaptations for life-histories and behaviour at the population level, allowing for an innovative study on the synergistic effects of external stressors on arguably one of the most ecologically and economically important species in the North Atlantic, Northeast Arctic cod.