Har du prøvet at svømme rundt med maske og snorkel for at opleve havets forunderlige verden? Forestil dig så en prop sat i snorklen! Sådan oplever mange fisk livet i tangskoven, hvis der opstår iltsvind i området. Et af DTU Aquas seneste projekter viser det tydeligt: Iltsvind kan presse fisk væk fra deres foretrukne levested.
Fiskene begynder at trække væk, når de oplever blot moderat iltsvind. Det betyder, at fiskene i store dele af de danske farvande potentielt presses væk fra deres foretrukne levesteder på grund af iltsvind. Hvert år påvirker iltsvind i Danmarks havområder et areal, der samlet er større end Sjælland.
Fisk spiser mindre ved iltsvind
Iltsvind er en kendt stressfaktor for fisk. Det kan minde lidt om en bjergbestiger, der får højdesyge i den tynde luft på toppen af et bjerg.
Konkret har vi set i undersøgelserne, at fisk simpelthen spiser mindre under iltsvind. Vores undersøgelser viser også, at fisk til tider kan blive tvunget til at opsøge områder med iltsvind, hvis de er sultne og har dårlig adgang til føde andre steder.
Forsøgene er lavet med den trepiggede hundestejle, som er en af de mest hårdføre fiskearter i danske farvande.
Fakta om den trepiggede hundestejle (Gasterosteus aculeatus)
- Findes vidt udbredt i Danmark og lever både i fersk- og brak- og havvandsområder.
- Spiller en vigtig rolle i kystnære miljøer og særligt i Østersøen har den de seneste år haft stor fremgang og æder yngel af naturlige rovfisk som gedde og aborre.
- Kan have stor indflydelse på økosystemet ved at spise dyreplankton (vandlopper) og dermed indirekte påvirke vandets økologiske balance.
- Hannen bygger rede i tangen og får ofte flere hunner til at lægge æg her.
- En hun kan lave op til 15 gydninger á 100-240 æg på en god sæson.
Læs mere om hundestejlens biologi
|
Iltsvind giver invasive gopler en klar fordel
Resultaterne viser desværre også, at iltsvind giver den invasive dræbergople – eller amerikansk ribbegople, som den også hedder – en klar fordel. Det skyldes, at den i mindre omfang bliver spist af fisk, når der er iltsvind.
En anden fordel for dræbergoplen er, at dens fødeindtag er meget lidt påvirket af iltsvind – modsat fiskene, der spiser langt mindre i iltsvind. I undersøgelsen spiste hundestejlerne 69 % færre vandlopper, når der var iltsvind, mens goplerne kun reducerede deres vandloppeindtag med 18 % i iltsvind. Goplerne oplever dermed mindre konkurrence om føden i iltsvind.
Fakta om dræbergoplen (Mnemiopsis leidyi)
- Hedder også amerikansk ribbegople.
- Er en invasiv art i de danske farvande, første gang set i 2005.
- Overlever ved lavt iltindhold og trives med de fleste saltholdigheder i danske havområder.
- Tvekønnet og kan lave op til 12.000 æg blot få uger efter, den er klækket.
- Æder store mængder dyreplankton, som er føde for mange hjemmehørende dyrearter.
- Forstyrrer fødekæden og kan dermed indirekte bidrage til algeopblomstring, som igen forværrer iltsvindet.
Læs om dræbergoplens påvirkning af danske farvande
|
Understreger behovet for at mindske iltsvind
Når udbredelsen af iltsvind stiger år for år, som er tilfældet, så får naturligt forekommende fiskearter det sværere i modsætning til vandmænd som den invasive dræbergople.
Iltsvind er kun én af de faktorer, som påvirker livet i havet. Også fiskeri, råstofindvinding, forurening med miljøfremmede stoffer og stigende vandtemperaturer presser fisk og andre organismer. Men resultaterne af vores seneste forskning understreger behovet for at reducere omfanget af iltsvind i de danske farvande, hvis man ønsker at genopbygge levedygtige fiskebestande.
Tre simplificerede scenarier, som beskriver sammenhængen mellem hundestejlerne og deres rolle i fødekæden. Til venstre: Den naturlige balance, hvor antal fisk og vandlopper er i balance. Der er nok vandlopper til at begrænse algernes vækst. Midterst: En invasiv gople kommer til og kan medvirke til unaturligt højt indtag af vandlopper. Algerne kan derfor blive mere talrige. Når mange alger dør, vil det betyde stor risiko for iltsvind. Til højre: Iltsvind og en invasiv gople. Scenariet er her, at iltsvind giver dræbergoplen en fordel, hvilket kan give anledning til øget algevækst. Situationen forværres af kombinationen af iltsvind og dræbergople.
Kortlægning af fisks bevægelser i relation til iltsvind
Undersøgelserne af fisk og goplers reaktion på iltsvind er lavet i laboratoriet i et smart forsøgsudstyr, choice chamber, hvor man kan registrere dyrenes foretrukne vandmiljø. I choice chamber-opstillingen er der to separate vandsystemer med et fælles åbent svømmekammer. Her blander vandtyperne sig ikke, men fiskene kan svømme frit mellem de to sider i svømmekammeret. Fiskene filmes, så deres adfærd kan kortlægges.
Undersøgelserne er udført af kandidatstuderende Amalie Broegaard-Iversen og ph.d.-studerende Magnus Heide Andreasen. De valgte den trepiggede hundestejle til undersøgelserne, da det er en velkendt og hårdfør fiskeart. Samtidig er hundestejlen en vigtig fisk i mange kystnære havmiljøer. Ved at bruge dette choice chamber kunne de se, hvilket miljø fiskene selv foretrak!
En skitse af den anvendte choice chamber-opstilling. Systemet har to uafhængigt styrede vandsystemer, hvor vandet flyder, som de små hvide pile viser. Det iltmættede vandsystem er vist med blåt, og vandsystemet med iltsvind er illustreret med rødt. Fra venstre mod højre dannes et ensrettet flow via særlige rør-paneler, så de to vandtyper kan flyde klos op ad hinanden uden fysisk adskillelse i svømmekammeret. Ilt- og temperaturmålere samler data, og et videokamera over svømmekammeret dokumenterer fiskenes adfærd. I forsøget med hundestejlen og iltsvind er kunstig tang anvendt og placeret i den iltfattige side af svømmekammeret. I forsøget med hundestejler og gopler er der anvendt vandlopper tilsat som føde. Klik på billedet for at se en forstørrelse af opstillingen.
Vi dykker dybere ned i resultaterne herunder.
Udført af kandidatstuderende Amalie Broegaard-Iversen
Amalie undersøgte, hvorvidt hundestejlerne foretrak tang, repræsenteret af kunstig vegetation placeret i vandsystemet, hvor iltsvindet gradvist blev øget. Dette sammenlignede hun med et vandsystem med konstant gode iltforhold, men uden tang. Tang er et naturligt gemme- og ynglested for mange fiskearter, heriblandt den trepiggede hundestejle. Hundestejlerne kunne vælge frit mellem iltsvind med gemmested versus iltrigt vand uden gemmested.
For hvert minut i alle videooptagelser er fiskens side-præference registreret og ses her opgjort i søjlediagrammet med (grøn) eller uden (grå) tang. Svømmekammeret med den kunstige tang er illustreret under grafen. Hundestejlerne foretrak tydeligt siden med tang. Systemet blev også testet spejlvendt for at udelukke utilsigtede effekter i svømmekammeret.
Amalie registrerede, hvor hundestejlerne var hvert minut i svømmekammeret. Dette afslørede, at hundestejlerne helst ville være i tang, når der var iltrigt vand til rådighed. Amalie designede forsøget, så iltsvindet var en gradvist stigende bivirkning ved at opholde sig i tangen.
Forsøget startede med iltrigt vand i begge sider (rød og blå side på figuren). På figurerne herunder ses, at hundestejlerne i stadigt stigende grad skiftede side i forsøgskammeret, jo lavere iltindholdet blev. Derudover brugte fiskene markant mindre tid i tangen, når der opstod iltsvind.
Illustration af svømmekammeret i choice chamber-forsøget, når iltniveau falder fra 9,8 mg ilt pr. L (100 % iltmætning) helt ned til 1,0 mg ilt pr. L (10 % iltmætning). Sideskift er indikeret med størrelsesgraduerede zig-zag pile, og allerede fra 3,9 mg ilt pr. L skifter hundestejlerne mere og mere side i forsøgskammeret. De røde felter viser vandmiljøet, hvor iltniveauet sænkes, og de blå viser det konstant iltrige vand. Hvert trin i iltreduktionen varede 30 minutter, inden iltmængden blev sænket yderligere.
Illustration af svømmekammeret i choice chamber med indikation af tid brugt i tangskoven, mens iltniveau sænkes fra 9,8 mg ilt pr. L (100 % iltmætning) helt ned til 1,0 mg ilt pr. L (10 % iltmætning). Hundestejlerne bruger mindre og mindre tid i tangskoven, når der opstår iltsvind ved tangen. De kan fra moderat iltsvind på ~2,9 mg ilt pr. L ikke være lige så længe i tangen som ved højere iltindhold. Hvert trin i iltreduktionen varede 30 minutter, inden iltmængden blev sænket yderligere.
Resultaterne viser altså, at fiskene aktivt søgte bedre iltforhold. Iltsvind betyder også, at fiskene forlader tangskoven, hvor de ellers kan skjule sig. I naturen er der udenfor tangskoven intet skjul, og fiskene er dermed eksponeret for at blive ædt af rovdyr. Endvidere vil det højere aktivitetsniveau grundet iltsvindet øge fiskenes energiforbrug, som på længere sigt betyder øget risiko for sult.
De iltniveauer, hvor resultaterne viser tydelige tegn på påvirkede fisk, er mellem 3,9 og 2,9 mg ilt pr. L og lavere. I den nationale iltsvindovervågning fra Miljøministeriet betegnes dette niveau som moderat iltsvind. Der er altså en tydelig påvirkning på fiskene lang tid før, vi når i nærheden af kraftigt iltsvind. Figuren her viser udbredelsen af iltsvind i september 2024. Det nationale iltsvindskort udkommer løbende over sensommeren.
Iltsvindskort fra Miljøministeriets løbende overvågning, her september 2024. (5)
Udført af Magnus Heide Andreasen
Magnus Heide Andreasen har i sin ph.d. undersøgt sammenspillet mellem hundestejlen og dræbergoplen (amerikanske ribbegople). Dræbergoplen er en invasiv art, som ikke hører hjemme i den danske natur. Den lever naturligt ved den amerikanske atlanterhavskyst, men har spredt sig blandt andet til de danske farvande, hvor den klarer sig glimrende. Goplen kan opnå enorme tætheder under gunstige forhold.
En af bekymringerne ved dræbergoplen i danske vande er, at den æder vandlopper og andet dyreplankton. Resultatet kan blive færre vandlopper og dyreplankton generelt. Det er skidt, fordi disse har en vigtig rolle i økosystemet. Vandlopper er nemlig, ligesom f.eks. muslinger og rurer, en vigtig del af alle de dyr i havet, som filtrerer og dermed æder mikro-alger og medvirker til at holde vandet klart (3). Er der ikke nok vandlopper til at æde algerne, kan algerne med tilstrækkelig næring vokse ukontrolleret og medføre algeopblomstringer, uklart vand og efterfølgende iltsvind, når algerne dør (2). Når goplen spiser vandlopper, konkurrerer den desuden med de mange danske fiskearter, som også spiser vandlopper. Det kan betyde, at de danske arter får sværere ved at finde tilstrækkeligt føde, hvis tætheder af goplerne stiger.
I arbejdet med at undersøge hvilke naturlige rovdyr, der æder dræbergoplen, fandt Magnus frem til hundestejlen. Han lavede derfor forsøg, der dokumenterede, hvor mange gopler hundestejler æder. I forsøget inkluderede han også vandlopper, som er naturlig føde for både hundestejlen og goplen. Det var tydeligt, at iltsvind påvirker samspillet mellem hundestejler, gopler og vandlopper. Under iltsvind mindskes hundestejlens evne til at æde markant, hvorimod goplerne har meget nemmere ved at opretholde et næsten normalt fødeindtag under iltsvind.
Fødeindtag hos hundestejler og dræbergopler. Her ses, hvor mange vandlopper (Acartia tonsa) og gopler, hundestejlerne spiser, samt hvor mange vandlopper goplerne spiser pr. time. I venstre side ses det normale indtag under gode iltforhold. Til højre i figuren ses, hvad der sker, når iltindholdet reduceres til mellem 2,9 og 1 mg ilt pr. liter (30 til 10 % iltmætning). Med røde tal ses, hvor stor en reduktion i byttedyrsindtag, der måles under iltsvind i forhold til under iltrige forhold. Hundestejlerne spiser 68 % færre gopler og 69 % færre vandlopper under iltsvindet, hvorimod goplerne kun reducerer deres vandloppeindtag med 18 %! (4). Iltsvind er derfor alvorligt for fiskene, mens goplerne er næsten upåvirkede.
Den invasive dræbergople har altså en klar fordel i iltsvind sammenlignet med hundestejlen. Det gælder især i de danske farvande, fordi vi gennem de seneste mange år oplever mere og mere udbredt iltsvind målt i km2 iltsvindspåvirket areal. Det ses tydeligt på figuren her (5).
Modelleret arealudbredelse af moderat (2-4 mg ilt pr. L) og kraftigt (0-2 mg ilt pr. L) iltsvind midt i september i de indre danske farvande (2010-2024) samt den største og mindste udbredelse (1989-2024) og den gennemsnitlige udbredelse (1989-2009). Den stiplede linje angiver en statistisk signifikant stigning siden 2010. (5)
Magnus lavede også forsøg i choice chamberet. Konkret testede han hundestejlernes adfærd og evne til at indtage vandlopper under iltrige forhold og under iltsvind. Hundestejlernes opførsel i svømmekammeret blev filmet og registreret. På figuren herunder ses svømmekammeret med iltsvind (den røde side) og den iltrige blå side. Fiskene udnyttede bytteforekomsterne under iltsvind, men det ses også, at fiskene kun opholdt sig i iltsvind, når der var føde.
Oversigt over kammeret i choice chamber-forsøget, Magnus lavede med hundestejler. Her viser de grønne spor, hvor hundestejlerne opholdt sig i svømmekammeret. Iltsvindssiden er vist med rødt, og de iltrige forhold vist med blå. Dette blev kombineret med tilsætning af vandlopper. (4)
Samlet set viser Magnus’ undersøgelser, at iltsvind nedsætter hundestejlens evne til at jage. Det betyder, at iltsvind forhindrer hundestejlen i at begrænse bestanden af den invasive dræbergople. Iltsvind rammer derfor både hundestejlens overlevelse (adgang til skjul) og dens rolle som rovdyr på de invasive gopler. Iltsvind kan derfor tippe balancen til fordel for iltsvindstolerante, invasive arter som dræbergoplen, som har meget få naturlige fjender. Dermed kan bestanden af dræbergopler vokse næsten ureguleret.
Læs mere om iltsvind og interaktionen med den amerikanske ribbegople
Fakta om iltdynamikken i vandet og iltsvind
Vandets iltindhold falder, når temperaturen stiger, da varmt vand kan opløse mindre ilt. Global opvarmning og mindre opløst ilt er en af hovedårsagerne til, at verdenshavene har mistet gennemsnitligt 2 % ilt siden 1950.
Samtidig er den menneskabte udledning af næringsstoffer alt for høj, hvilket fremmer kraftig vækst af hurtigt-voksende alger som fedtemøg og mikroalger. Algerne forbruger enorme mængder ilt, når de dør.
Ydermere har organismer i vand et øget iltforbrug ved højere temperaturer, hvilket kun øger risikoen for iltsvind.
Ilten kommer fra atmosfæren gennem overfladen og via fotosyntesen som tang, ålegræs m.fl. udfører. Iltsvind opstår i stigende grad i kystnære områder og iltsvind påvirker hurtigt dyrelivet i kystnære økosystemer. Når iltniveauet falder til under 2 mg pr. liter, vil de fleste dyr dø.
Læs også 'Hedebølge og iltsvind er en farlig cocktail for havørred'
|
Af Sune R. Sørensen, Jon C. Svendsen, Magnus H. Andreasen, Amalie B. Iversen, Jane Behrens og Mikael S.K. van Deurs. DTU Aqua, Institut for Akvatiske Ressourcer
Kilder
(1): Miljøstyrelsen 2022. Faktaark for invasive arter – amerikansk ribbegople (Mnemiopsis leidyi). Opdateret: november 2022.
(2): Thomsen, H. A., Nielsen, T. G., & Richardson, K. (2002). Udvalget om Miljøpåvirkninger og fiskeriressourcer: Delrapport vedr. eutrofiering.
(3): Petersen, J. K., Behrens, J., van Deurs, M., Dinesen, G., Jaspers, C., Møller, L. F., & Plet-Hansen, K. S. (2020). Andre presfaktorer end næringsstoffer og klimaforandringer–vurdering af de invasive arter amerikansk ribbegople og sortmundet kutling. DTU Aqua.
(4): Andreasen, M. H. (2024). Global change and invasive jellyfish: Hypoxia, fish predation and ecosystem effects. PhD thesis.
(5): Hansen, J.W. & Rytter, D. 2024. Iltsvind i danske farvande 29. august – 25. september 2024. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 23 s. Rådgivningsnotat nr. 2024|53.