Kinship-based assessment of Norwegian coastal cod to determine sustainable harvest levels and protect genetic diversity in fisheries

Overfiske har blitt sterkt redusert de siste 50 årene ved å dele opp fiskebestander i håndterbare «bestander» og telle dem i fiskeri fangster og store vitenskapelige tokter for å bestemme bærekraftige fiskenivåer. Dette fungerer godt for store, verdifulle bestander, som for eksempel nordøstarktisk torsk (skrei). Denne tilnærmingen er imidlertid for ineffektiv for mindre bestander med kompleks struktur, som kysttorsk, og har ført til overfiske og tap av biologisk mangfold. Vårt prosjekt videreutvikler en fundamentalt annerledes overvåkingsmetode, «close kin mark recapture» (CKMR), som koster mye mindre og kan estimere bestandsstørrelse med høyere presisjon enn det som er mulig i dag med tradisjonelle metoder. CKMR bruker moderne genomikk for å identifisere beslektede individer (foreldre-avkom og søsken) i vevsprøver, og bruker deretter disse slektsdataene til å estimere viktige tall for forvaltning, for eksempel bestandsstørrelse og overlevelse. Vi vil etablere metoden for kysttorsk sør (62-67N), og deretter kombinere de genetiske slektsdataene med tradisjonelle fiskeri og vitenskapelige data i samme modellrammeverk. Vårt mål er å transformere forvaltningen av kysttorsk i Norge fra dagens databegrensede paradigme til en som opprettholder både høsting og genetisk mangfold på lang sikt. Metodene som blir utviklet her adresserer flere store utfordringer for bestandsvurdering og har dermed også et stort potensial for å forbedre forvaltningen av andre kommersielle fiskebestander.

Splitting fish populations into manageable "stocks" and counting them in large scientific surveys to determine sustainable fishing levels has greatly reduced overfishing in the last 50 years. Yet, complex population structure and inefficient, costly monitoring methods challenge this approach and have led to overharvest and biodiversity loss of vulnerable subpopulations. Our project further develops a powerful new monitoring method, close kin mark recapture (CKMR), which can estimate population size with far greater precision than currently possible. CKMR relies on modern genomics to identify related individuals (e.g. parent-offspring and sibling pairs) in tissue samples. These kinship data are then fit in a population model to estimate key values such as population size and mortality. CKMR data have great potential to improve management of coastal cod and other Norwegian fish stocks by simultaneously addressing several big challenges to assessment. Our work to integrate genetic kinship data into the same model framework as fisheries and survey data is at the leading-edge of developing "next-generation stock assessment models" and is anticipated to revolutionize the field by estimating previously intractable parameters (e.g. natural mortality), reducing our reliance on questionable assumptions, and greatly improving precision of abundance estimates used by managers and policy makers.