Fisk takler varme, men hetebølger dreper dem
Fiskens stoffskifte kan tilpasse seg varmere havtemperaturer. Men ikke nødvendigvis ekstrem varme.
Fisk kan tilpasse seg varmere havtemperaturer, men hetebølger kan fortsatt drepe dem.
Det konkluderer et team av forskere fra Sverige, Norge og Australia i en artikkel som er publisert i Nature Communications.
Forsmark Biotest Enclosure. Foto: Göran Hansson
– En art kan tilpasse seg og vokse godt i varmere farvann, men når det blir ekstra sterke varmeperioder, kan vanntemperaturen nå dødelige nivåer og drepe dem, sier Fredrik Jutfelt, førsteamanuensis i biologi ved NTNU og seniorforfatter av studien.
Jutfelt og hans kolleger studerte abbor (Perca fluviatilis) som lever i et unikt, lukket miljø med varmt vann utenfor svenskekysten. Det menneskeskapte bassenget, kalt Forsmark Biotest Enclosure, ble til i 1977. Det er i praksis et én kvadratkilometer stort utendørslaboratorium med varmt vann fra det nærliggende atomkraftverket Forsmark.
Erik Sandblom med abbor. Foto: Fredrik Jutfelt
Resultatet er vann som er mellom fem og 10 grader celsius varmere enn den omkringliggende Østersjøen, men som ellers opplever naturlige daglige og sesongmessige svingninger. Det gir forskerne en slags krystallkule for å forutsi hva som kan skje med fisken i en varmere verden.
– Det er en fantastisk modell for å studere effektene av klimaendringer, sier Jutfelt. – Dette er et helt naturlig økosystem som opplever langsiktig oppvarming.
Plast på gulvet
I forsøk utført i 2012 og 2013 sammenlignet forskere Biotest-abbor med abbor fra Østersjøen. De satt ut abbor fra utsiden av bassenget i tanker fylt med varmt vann fra den kunstige sjøen for å se hvordan stoffskiftet (metabolismen) deres endret seg.
Abbor fra utsiden av bassenget ble plassert i tanker fylt med varmt vann fra den kunstige sjøen. Foto: Fredrik Jutfelt
– Dette gir oss muligheten til å studere hvordan fisk tilpasser seg et varmere miljø over tid, noe som er avgjørende for å forstå klimaendringene, sier førsteforfatter Erik Sandblom fra Göteborgs Universitet, Institutionen för biologi og miljövetenskap.
Forskerne fant at hvilemetabolismen for Biotest-fisken var lavere enn for abbor som ble hentet fra utsiden av kabinettet og satt ut i varmt vann. Dette viste at Biotest-fisken over tid hadde greid å justere metabolismen til de høyere temperaturene i bassenget.
– Når vi varmet opp referanseabboren raskt, gikk hvilemetabolismen deres dramatisk opp. Biotest-fiskens hvilemetabolisme var vesentlig lavere ved samme temperatur, sier Timothy Clark, forsker ved University of Tasmania i Australia. Han var en del av forskerteamet.
Forskerne beskriver denne metabolske tilpasningen som et «plastgulv». Det betyr at Biotest-fisken var ganske fleksibel, og kunne justere sin hvilemetabolisme til varmere temperaturer.
… men betongtak
Men fisken som bodde i Biotest-sjøen greide ikke å justere nok til å tåle ekstreme temperaturer, fant forskerne ut.
Fredrik Jutfelt setter sensorer på en abbor for å måle metabolismen. Foto: Erik Sandblom
For eksempel greide abbor fra utsiden av Biotest-sjøen å overleve i temperaturer hele 10 grader C varmere enn vanntemperaturer de allerede var vant til å leve i om sommeren.
Men fisken inne i Biotest-sjøen som allerede hadde justert metabolismen til mye varmere vann enn fisken utenfra, greide bare å overleve temperaturer som var 4,6 grader C varmere enn vannet de var vant til å leve i om sommeren.
Forskerne kalte dette fenomenet et «betongtak», fordi fisken fra Biotest-sjøen ikke tålte så stor økning i maksimumstemperatur som de frittlevende fiskene.
– Selv om Biotest-fisken hadde vært der hele livet, kanskje i generasjoner, var det svært liten endring i maksimumstemperaturen som fisken kan tåle, sier Jutfelt. – De har nesten helt justert hvilefysiologien til høyere temperaturer. Men toleransen for dødelige temperaturer er justert veldig lite.
Hvordan måler du metabolismen hos abbor? Med veldig små sensorer. Foto: Fredrik Jutfelt
Med andre ord, sier Jutfelt, lever fisken svært nær sin dødelige grense.
– De har en veldig liten sikkerhetsmargin til temperaturen der de dør, sier han.
Svakt ledd
Jutfelt sier denne begrensede evnen til å tilpasse seg høyere dødelig temperatur er et potensielt «svakt ledd» i evnen som fisk har til å tilpasse seg klimaendringene.
– Det virkelige problemet er ikke den normale hverdagen, men korte varmeperioder, sier han.
Erik Sandblom fanger abbor for å sjekke metabolismen. Foto: Fredrik Jutfelt
Hvis dette funnet gjelder for andre fiskearter, kan fisk som lever i nordlige innsjøer eller havet se ut til å ha det bra selv om vanntemperaturen stiger. Men hvis vannet varmes opp for mye under en sterk hetebølge, kan de tilsynelatende veltilpassede fiskebestandene dø.
– Vi tror dette kan være viktig for fisk generelt. De greier ikke å justere toleransen for en høyere maksimumstemperatur, sier Jutfelt. – Vi tror det kan være en flaskehals for å overleve.
– I en fremtid med et varmere klima og mer ekstremvær, vil det bli vanskeligere for fisken å overleve, sier Sandblom.
Referanse: Erik Sandblom, Timothy D. Clark, Albin Gräns, Andreas Ekström, Jeroen Brijs, L. Fredrik Sundström, Anne Odelström, Anders Adill, Teija Aho & Fredrik Jutfelt. Physiological constraints to climate warming in fish follow principles of plastic floors and concrete ceilings. Nature Communications 7, Article number: 11447. doi:10.1038/ncomms11447
