Potential effects of petroleum pollution and increasing water temperature on life-history traits in polar cod (Boreogadus saida)

Conference poste

Early life stages of an arctic keystone species (Boreogadus saida) show high sensitivity to a water-soluble fraction of crude oil

Source: doi: 10.1016/j.envpol.2016.07.044Increasing anthropogenic activities in the Arctic represent an enhanced threat for oil pollution in a marine environment that is already at risk from climate warming. In particular, this applies to species with free-living pelagic larvae that aggregate in surface waters and under the sea ice where hydrocarbons are likely to remain for extended periods of time due to low temperatures. We exposed the positively buoyant eggs of polar cod (Boreogadus saida), an arctic keystone species, to realistic concentrations of a crude oil water-soluble fraction (WSF), mimicking exposure of eggs aggregating under the ice to oil WSF leaking from brine channels following encapsulation in ice. Total hydrocarbon and polycyclic aromatic hydrocarbon levels were in the ng/L range, with most exposure concentrations below the limits of detection throughout the experiment for all treatments. The proportion of viable, free-swimming larvae decreased significantly with dose and showed increases in the incidence and severity of spine curvature, yolk sac alterations and a reduction in spine length. These effects are expected to compromise the motility, feeding capacity, and predator avoidance during critical early life stages for this important species. Our results imply that the viability and fitness of polar cod early life stages is significantly reduced when exposed to extremely low and environmentally realistic levels of aqueous hydrocarbons, which may have important implications for arctic food web dynamics and ecosystem functioning

No observed developmental effects in early life stages of capelin (Mallotus villosus) exposed to a water-soluble fraction of crude oil during embryonic development

The rise in offshore oil and gas operations, maritime shipping, and tourism in northern latitudes enhances the risk of oil spills to sub-Arctic and Arctic coastal environments. Therefore, there is a need to understand the potential adverse effects of petroleum on key species in these areas. Here, we investigated the effects of oil exposure on the early life stages of capelin (Mallotus villosus), an ecologically and commercially important Barents Sea forage fish species that spawns along the coast of Northern Norway. Capelin embryos were exposed to five different concentrations (corresponding to 0.5–19 µg/L total PAHs) of water-soluble fraction (WSF) of crude oil from 6 days post fertilization (dpf) until hatch (25 dpf), and development of larvae in clean seawater was monitored until 52 dpf. None of the investigated endpoints (embryo development, larval length, heart rate, arrhythmia, and larval mortality) showed any effects. Our results suggest that the early life stages of capelin may be more robust to crude oil exposure than similar life stages of other fish species

Effects of acute exposure to dispersed oil and burned oil residue on long-term survival, growth, and reproductive development in polar cod (Boreogadus saida)

Accepted manuscript version, licensed CC BY-NC-ND 4.0. Published version available at https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2018.09.005.The present study investigates the potential long-term physiological effects on maturing polar cod (Boreogadus saida), an Arctic key species, after an acute exposure (48 h) to environmentally realistic concentrations of either mechanically dispersed oil (MDO), chemically dispersed oil (CDO) or burned oil residues (BO) (N = 58–60 per treatment). Following exposure, fish were monitored in a common tank supplied with clean water for a seven-month period coinciding with the period of reproductive development. Females exposed to BO residues were more frequently found in an earlier phase of gonadal maturation compared to unexposed females while no effects of different oil spill response (OSR) actions were seen in the reproductive development of males. Mechanically and chemically dispersed oil induced a transient short-term reduction in growth in the first week post-exposure. Overall, no significant long-term effects of exposure were seen in growth or mortality. Ultimately, this study provides information for the assessment of population consequences of different OSR actions as part of a net environmental benefit analysis

Effects of the sea lice bath treatment pharmaceuticals hydrogen peroxide, azamethiphos and deltamethrin on egg-carrying shrimp (Pandalus borealis)

This study investigated effects of sea lice pharmaceuticals on egg-bearing deep-water shrimp (Pandalus borealis). Both mortality and sub-lethal effects (behavior, embryo development, and reproductive output) were studied for each of three pharmaceuticals alone and in different sequential combinations. The most severe effect was observed for deltamethrin where 2 h exposure to 330 times diluted treatment dose (alone and in sequential application with hydrogen peroxide and azamethiphos) induced almost 100% mortality within a few days after exposure. Similar effects were not observed for hydrogen peroxide or azamethiphos. However, sequential treatment of hydrogen peroxide and azamethiphos (2 h exposure to each pharmaceutical; 500 times dilution) resulted in >40% mortality during the first week following treatment. No sub-lethal effects or loss of eggs in female shrimp could be related to exposure to the bath treatments. Future studies should investigate potential sub-lethal effects at exposure concentrations close to the no-effect concentration

Combined effects of crude oil exposure and warming on eggs and larvae of an arctic forage fish

Climate change, along with environmental pollution, can act synergistically on an organism to amplify adverse effects of exposure. The Arctic is undergoing profound climatic change and an increase in human activity, resulting in a heightened risk of accidental oil spills. Embryos and larvae of polar cod (Boreogadus saida), a key Arctic forage fish species, were exposed to low levels of crude oil concurrently with a 2.3 °C increase in water temperature. Here we show synergistic adverse effects of increased temperature and crude oil exposure on early life stages documented by an increased prevalence of malformations and mortality in exposed larvae. The combined effects of these stressors were most prevalent in the first feeding larval stages despite embryonic exposure, highlighting potential long-term consequences of exposure for survival, growth, and reproduction. Our findings suggest that a warmer Arctic with greater human activity will adversely impact early life stages of this circumpolar forage fish

Spawning time in adult polar cod (Boreogadus saida) altered by crude oil exposure, independent of food availability

Fish early life stages are well known for their sensitivity to crude oil exposure. However, the effect of crude oil exposure on adults and their gametes during their spawning period is not well studied. Polar cod, a key arctic fish, may be at risk for crude oil exposure during this potentially sensitive life stage. Additionally, this species experiences lower food availability during their spawning season, with unknown combined consequences. In the present study, wild-caught polar cod were exposed to decreasing levels of a water-soluble fraction (WSF) of crude oil or control conditions and fed either at a low or high feed ration to assess the combined effect of both stressors. Samples were taken during late gonadal development, during active spawning (spawning window), and in the post-spawning period. Histology analysis of gonads from fish sampled during the spawning window showed that oil-exposed polar cod were more likely to have spawned compared to controls. Oil-exposed females had 947 differentially regulated hepatic genes, and their eggs had a higher polycyclic aromatic hydrocarbon body burden compared to controls. Feed ration did not consistently affect polar cod’s response to oil exposure for the endpoints measured, however, did alone result in decreases in some sperm motility parameters. These results suggest that polar cod’s spawning period is a sensitive life event to crude oil exposure, while feed limitation may play a minor role for this supposedly capital breeder. The effects of adult exposure to crude oil on gamete quality and the next generation warrant further investigation

Enquete

Kritik i da

Status for Miljøet i Norskehavet: Rapport fra Overvåkningsgruppen 2019

Denne rapporten inneholder vurdering av: De viktigste trekkene i status for miljøet i området som dekkes av den norske regjeringens helhetlige forvaltningsplan for Norskehavet. Det må bemerkes at det er mange typer økosystemer i dette området og at vi har gode overvåkingsdata kun for økosystemet i de øvre pelagiske vannmassene sør for den arktiske fronten. Statusvurderingen gjelder derfor i første rekke denne økosystemtypen. Det skiller seg ikke fra hvordan Overvåkingsgruppen har vurdert miljøtilstanden i området tidligere, men dette har ikke vært presisert før. De viktigste endringene i status siden 2015, som var året hoveddelen av det faglige grunnlaget for siste oppdatering av forvaltningsplanen ble utarbeidet. Så langt som mulig hva som er årsakene til observert status og endringer. De viktigste endringene i ytre påvirkning av området siden 2015. De viktigste trekkene i status for miljøtilstanden i de øvre pelagiske vannmassene sør for den arktiske fronten i Norskehavet (heretter kalt det øvre pelagiske systemet) er at vanntemperaturen fortsatt er høy, at mengden dyreplankton kan ha økt noe opp til langtidsgjennomsnittet og at den samlede mengden pelagisk fisk fortsatt er på et høyt nivå. Nivåene av forurensende stoffer i den pelagiske fisken er lave i forhold til grenseverdier for mattrygghet, men det er ukjent hvordan nivåene er hos arter høyere i næringskjeden og hvordan disse eventuelt blir påvirket. Fra midten av 1990-tallet økte vanntemperaturene i det øvre pelagiske systemet og har siden ligget på et høyt nivå. I det meste av denne perioden har temperaturen vært høy fordi vannet som strømmer sørfra inn i Norskehavet samlet sett har vært relativt varmt. I 2017 og 2018 har det innstrømmende vannet vært kjøligere, men temperaturen har likevel ikke gått ned i Norskehavet fordi varmetapet til atmosfæren har vært lavt på grunn av økning av sørvestlige og dermed varme vinder. I Norskehavets sentrale deler har vannet blir surere og kalkmetningen har avtatt i hele vanndypet de siste 30 årene. Endringen går raskest i overflaten. Endringene i dypvannet er primært drevet av endringer i vannsirkulasjon, men det kan også ved store dyp sees signaler fra menneskeskapt CO2. Det ser ut som pH-verdien synker raskere i deler av Norskehavet enn globalt.Biomassen av dyreplankton ble redusert i hele det øvre pelagiske systemet fra tidlig på 2000-tallet og frem til 2010. Fra 2011 kan denne trenden ha snudd, og i 2018 var mengden på nivå med gjennomsnittet for hele tidsserien. Fra 2006 til 2011 ble det observert en kraftig økning i sørlige arter i det øvre pelagiske systemet. Etter 2011 kan det ha vært en nedgang i indeksen frem til 2016. I 2017 var det derimot igjen en økning i forekomsten av sørlige arter. Den samlede biomassen av de tre sentrale fiskeartene i det øvre pelagiske systemet, makrell (Scomber scombrus), norsk vårgytende sild (Clupea harengus) og kolmule (Micromesistius poutassou), økte fra 1995 mot år 2005 og har etter dette ligget på et relativt høyt nivå. Mens det har vært god rekruttering i flere av de siste årene hos makrell og kolmule, har sildebestanden ikke produsert en stor årsklasse siden 2004. Årsklassene fra 2013 og 2016 ser ut til å være litt større enn de andre årsklassene siden 2004 og gjør at bestanden har holdt seg nokså stabil de siste årene. Andre kommersielt og økologisk viktige fiskebestander i Norskehavet er nordøstarktisk sei (Pollachius virens), brosme (Brosme brosme), blåkveite (Reinhardtius hippoglossoides), lange (Molva molva), snabeluer (Sebastes mentella) og vanlig uer (Sebastes norvegicus). Etter å ha vært på et lavt nivå i 2011 har seibestanden økt og vurderes nå til å være godt over føre-var-nivået til fiskeriforvaltningen. De siste årene ser det ut til å ha vært en økning i bestanden av brosme og lange. Bestanden av blåkveite har vært under gjenoppbygging og har vært på et stabilt nivå. Det vil bli gitt nytt toårig bestandsråd for blåkveite i år. Vanlig uer er klassifisert på rødlisten som en truet art, og bestanden er nå på det laveste nivået som noen gang har vært målt. Rekrutteringen har vært lav siden sent på 1990-tallet. Etter å ha vært på et lavt nivå, var bestanden av snabeluer gjenstand for gjenoppbygging fram til 2014. Etter dette har det igjen vært åpnet for direkte fiske på bestanden. Mange sjøfuglarter i Norskehavet har opplevd dramatiske bestandsendringer siden begynnelsen av 1980-tallet, da det meste av bestandsovervåkingen startet. Dette gjelder særlig bestandene av lomvi (Uria aalge), som er redusert med 99 %, krykkje (Rissa tridactyla) som er redusert med 86 % og lunde (Fratercula arctica) som har gått tilbake 71 %. Årsakene til disse endringene er ikke fullt ut forstått, men endringer i næringstilgang og klima er mulige årsaker. Nye analyser viser at den årlige bifangsten av nise (Phocoena phocoena) i norsk garnfiske har ligget på rundt 3000 dyr og at dette kan ha bidratt til en nedgang i nisebestanden. Tellinger av selunger ble gjort i Vestisen i 2019 og nye estimater for bestandene av grønlandssel (Pagophilus groenlandicus) og klappmyss (Cystophora cristata) ventes å komme i 2019. Det er ikke kommet informasjon om nye fremmede arter i Norskehavet siden 2015, og det er heller ikke kommet noen ny vurdering av rødlistede arter i Norskehavet siden 2015. Høsten 2018 ble rødlisten for naturtyper oppdatert og det er nå ingen dypvannsnaturtyper i Norskehavet som er vurdert som truet. Langs kysten og på grunne områder finner vi tre naturtyper med nordlige forekomster av store brunalger, samt blåskjellsamfunn (Mytilus edulis) som er truede, og som ikke var vurdert som truede tidligere. Det er fortsatt observert skader fra fiskeriaktiviteter på naturtyper med lang restitusjonstid, som hardbunnkorallskog og korallrev. Begge disse er vurdert som nær truet. Tilførselen av forurensning til Norskehavet er generelt stabil eller avtakende. Nivåene av forurensende stoffer er generelt lavere enn i Nordsjøen og Skagerrak. Nivåene er under grensene for mattrygghet i de fleste fiskearter inkludert sild og makrell, men til dels over grenseverdier i lever hos flere fiskearter og i atlantisk kveite (Hippoglossus hippoglossus) fra Sklinnadjupet. I sistnevnte er det målt høye nivåer av både kvikksølv og dioksiner og dioksinliknende PCB. Miljøkvalitetsstandardene, som er satt svært lavt for å beskytte de mest sårbare delene av økosystemet, overskrides for blant annet kvikksølv, PCB og PBDE hos de fleste arter. Marint søppel inkludert mikro- og nanoplast finnes over alt på havbunnen og langs strendene. I dag har de fleste kommersielle fiskebestander i Norskehavet et lavere fiskepress enn ved årtusenskiftet. For de fleste kommersielle fiskeartene i Norskehavet er tilstanden og utviklingen tilfredsstillende. For bestander hvor vi har begrenset informasjon om utvikling er det utarbeidet en egen tabell med oversikt over tilgjengelig kunnskap. Totalt omfatter tabellen 35 arter eller grupper av fisk, sjøpattedyr og krepsdyr. Det er forbud mot målrettet uttak på 29 % av artene eller gruppene i tabellen, deriblant de som er rødlistet. Ytterligere fem arter eller grupper har en negativ bestandsutvikling, og det har blitt eller blir vurdert å gjennomføre særlige forvaltningstiltak for disse. Skipstrafikken i Norskehavet øker som forventet moderat år for år. Som et samlet uttrykk for all skipstrafikk i forvaltningsplanområdet økte den utseilte distansen med 7,1 % fra 2014 til 2017.acceptedVersio