Variation in phenotypic plasticity across age-at-maturity genotypes in wild Atlantic salmon

Evolution of phenotypic plasticity requires genotype-environment interaction. The discovery of two large-effect loci in the vgll3 and six6 genomic regions associated with the number of years the Atlantic salmon spend feeding at sea before maturation (sea age), provides a unique opportunity to study evolutionary potential of phenotypic plasticity. Using data on 1246 Atlantic salmon caught in the River Surna in Norway, we show that variation in mean sea age among years (smolt cohorts 2013-2018) is influenced by genotype frequencies as well as interaction effects between genotype and year. Genotype-year interactions suggest that genotypes may differ in their response to environmental variation across years, implying genetic variation in phenotypic plasticity. Our results also imply that plasticity in sea age will evolve as an indirect response to selection on mean sea age due to a shared genetic basis. Furthermore, we demonstrate differences between years in the additive and dominance functional genetic effects of vgll3 and six6 on sea age, suggesting that evolutionary responses will vary across environments. Considering the importance of age at maturity for survival and reproduction, genotype-environment interactions likely play an important role in local adaptation and population demography in Atlantic salmon

What is the estimated total catch of Swedish fishing in the Baltic Sea 1950-2007?

Fisheries around the world have a substantial impact on marine ecosystems through the removal of biomass and modification of habitats, which alters the conditions within food webs. However, our understanding of this impact and consequences for the ecosystems is limited. Despite this limitation and uncertainty, fisheries have been allowed to develop and expand, causing substantial reductions in many fish stocks due to overfishing. The main reason for stock depletion is overcapacity (leading to non-sustainable fishing effort and catches), which has been largely fueled by government subsidies to fisheries. The Baltic Sea is no exception, high fishing pressure combined with unfavorable conditions for the reproduction of Atlantic cod (Gadus morhua), the historically dominant large predatory fish, resulted in a rapidly decrease of annual landings in the late 1980s, from which cod stocks have not recovered. More recently, landings are dominated by small pelagic species, herring (Clupea harengus), and sprat (Sprattus sprattus), whose high exploitation of the ecosystem can have significant negative consequences for the processes within it. There are several components of fisheries catches that are usually not accounted for and hence not reported, and these are Illegal, Unregulated, and Unreported (IUU) catches. With the hope to contribute to a better understanding of total fisheries impacts and improved management leading to sustainable catch levels, a catch data reconstruction for Swedish fisheries in the Baltic Sea, from 1950-2007, was undertaken. The catch reconstruction estimated IUU catches, including discards, and recreational catches, and added those to a foundation based on the officially reported landings as presented by the International Council for Exploration of the Sea (ICES) on behalf of Swedish government. Data and information on unreported landings were sparse, and much of the estimations had to be based on interpolation between ‘anchor points’, which in turn were formed using an assumption-based approach previously described in the literature that attempts to maximize the use of all available and suitable data and information. The commonly used standard approach of applying ‘zero catch’ to situations where no hard data are available was not acceptable here. If a fisheries component was known to exist it had to be estimated for all of Sweden for the entire time period 1950-2007. In order to avoid the potential for substantial over-estimation, a conservative approach was applied throughout. Information was obtained by data and literature searches (including grey and unpublished literature), and interviews with people involved in Swedish fisheries. The total estimated reconstructed Swedish catch in the Baltic Sea for the 1950-2007 period, was 31 % larger than the officially reported landings, and peaked in1998 at 390,000 t. The total estimated IUU catch consisted of 1.09 million t unreported landings, 0.52 million t discards, and 0.63 million t recreational catches. In recent years, annual unreported catches, discards, and recreational catches of about 17,900 t, 10,700 t, and 7,100 t, respectively, need to be added to reported annual landings of around 154,000 t, to derive the estimated total catch. Discrepancies between reported landings and the total catch of a species can contribute substantial uncertainties to stock assessments, and addressing this bias is one step towards improved assessments. Therefore, better accounting of all catches is required, which in turn does call for more research. Better accounting of catches would be achieved by a 100 % observer coverage of Swedish fisheries, which is a necessity for accurate studies of discards, and 100 % coverage would also minimize unreported landings. However, improved data and better understanding and stock assessments alone will be pointless as long as politicians continue to ignore scientific advice. So together with better research and data, public insight and transparency has to increase, due to accountability reasons. This is especially important since fisheries policies, with its subsidies, are the main reason and driving force of overexploitation of fish stocks

Effects of feeding regimes on phenotype and performance in Atlantic salmon

Atlantic salmon populations have declined worldwide across their distribution. This is partly due to hydro power development that has degraded freshwater habitat and cut off the migration routes between the freshwater habitat and the sea. To prevent extinctions, and to compensate fisheries for decreased natural production, supplementary rearing and releases of hatchery-reared fish are common. However, the survival of released hatchery-reared fish has been lower compared to wild fish, and since the middle 1990s the survival has decreased even more. The decrease in survival coincides with a large increase in smolt size and an increasingly deviant phenotype compared to wild smolts. In this thesis I examine how different feeding regimes used in the hatchery can affect the size and the energetic state of hatchery-reared salmon. I test the effects of a more wild-like phenotype on downstream migration as smolts and monitor their adult return rates from the sea. Large scale feeding experiments were done in a hatchery environment and smaller scale experiments were done in an adjacent research laboratory. Different marking techniques such as passive integrated transponder (PIT)-, and acoustic tags, were used to monitor fish movement and adult return rates. By using restricted feed rations and periods of starvation, phenotypically wild-like smolts, in terms of body size and energetic state, could be produced. Fish with strongly restricted feed rations suffered from severe dorsal fin damage and higher mortality. Moderate feed restrictions did not affect fin damage nor mortality. Lower energetic state increased the migration speed in experimental streams. In the river, lower energetic state and increased smolt length increased the sea entry. However, the most important factor for successful sea entry was the discharge in the river. Modelling of individual smolt characteristics showed that smolts of intermediate size had the highest probability of adult return from the sea. My results suggest that in order to have the highest return rates, hatchery-reared smolts should be slightly larger compared to wild smolts, but not as large as the smolts commonly released from hatcheries. Moderate feed restrictions for larger two year old fish, appear to be enough to improve smolt migration and increase the sea age at maturity. In addition, moderate feed restrictions for larger two year old fish would likely increase their adult return rates

Vad vi vet och inte vet om kompensationsodlad fisk : en kunskapssammanställning

I denna kunskapssammanställning redovisas resultaten från olika forskningsprojekt genomförda i framför allt Norrfors kompensationsodling under 10 år. Resultaten sätts också in i ett bredare perspektiv via den forskning i området som genomförts nationellt och internationellt. Nedan listas i punktform vad vi vet och inte vet om kompensationsodlad lax och öring. Vad vi inte vet lyfter kunskapsluckor där mer forskning behövs, men identifierar även ett antal oklara förvaltningsaspekter av resursen kompensationsodlad lax och öring. Vad vi vet 1. Tvåårig odlad laxsmolt från Norrfors kompensationsodling hade högre total återvandring från havet än ettårig smolt. Om man endast tittar på fisk som återvände efter 2–4 havsvintrar så var det ingen skillnad i återvandring mellan ett- respektive tvåårig laxsmolt (0,4%). 2. Ettårig öringsmolt från Norrfors kompensationsodling hade en låg återvandring från havet (0,4%) medan tvåårig öring hade en hög andel återvandrande (3,2%). 3. Ettårig lax bör vara större än 12 cm (14–15 g) på senhösten för att med säkerhet utvecklas till smolt under våren. Ettårig öring större än 12 cm uppvisade en hög vandringsbenägenhet i vandringsbassänger, men efter utsättning i en bäck var vandringen mycket begränsad. 4. Efter utsättning rådde en stark storleksrelaterad dödlighet hos lax och öring. Laxsmolt mindre än 20 cm (ca 75 g) och öringsmolt mindre än 25 cm (ca 150 g) på hösten innan utsättning uppvisade en kraftigt reducerad återvandring från havet. 5. Vid utvandringsförsök i en bäck från Norrfors kompensationsodling till Umeälven uppvisade lax- och öringsmolt mindre än 20 cm en klart förhöjd dödlighet till följd av fågelpredation. 6. Hannar som efter den andra tillväxtsäsongen varit könsmogna under hösten uppvisade i experimentella försök ett normalt vandringsbeteende kommande vår. För tidigare könsmogen fisk som sattes ut under åren 2011 till 2013, var återvandringen från havet mycket varierande och klart lägre än för omogna individer. Tidigare könsmogna hannar är generellt mindre än övrig fisk i populationen, vilket innebär att de i större utsträckning drabbas av en storleksrelaterad dödlighet efter utsättning. 7. Tvååriga laxhannar som var större än 22 cm (ca 100 g) hösten innan utsättning hade en starkt förhöjd sannolikhet att utvecklas till grills efter en havsvinter. Andelen grills bland öring var generellt låg och de uppvisade inget tydligt samband med längden hösten innan utsättning. 8. En stor del av alla lax- och öringshannar som sätts ut som tvåårig smolt har påbörjat könsmognad i samband med utsättning. I experiment uppvisade dessa fiskar ett normalt vandringsbeteende om än med något mindre intensitet än omogna individer. För fisk som påbörjat könsmognad vid utsättning är ödet VAD VI VET OCH INTE VET OM KOMPENSATIONSODLAD FISK 5 i havet okänt, men att de redan startat könsmognad kan vara en orsak till den höga andelen grills bland tvåårig laxsmolt. 9. Den yttre smoltstatusen i form av silvrighet och förlust av stirrfläckar hos odlad ettårig lax och öring hade ingen inverkan på vandringsbeteendet. Hos vild smolt från Vindelälven fanns inget samband mellan yttre smoltstatus och återvandring från havet. 10. Ett- och tvåårig smolt från Umeälven uppvisade en hög vandringsaktivitet från slutet av maj till mitten av juni. Denna period sammanfaller med den vilda smoltens vandringsmönster i Vindelälven. En bra utsättningsstrategi föreslås vara att sätta ut smolten vid ökade flöden i älven efter det att tröskelvärdet på 8–10°C i vattnet passerats. 11. Moderata fenskador inverkade inte på återvandringen från havet och det är oklart hur grava fenskador påverkar återvandringen då det i det studerade materialet inte fanns tillräckligt med fiskar med grava fenskador. Vad vi inte vet 1. Det är en svår balansgång mellan att producera en tillräckligt stor smolt och samtidigt hålla nere graden av tidig könsmognad hos hannar. Ett förslag till strategi eller metod föreslås i rapporten, men den har inte testats och verifierats. 2. Kunskap saknas om vad som händer med ett- och tvååriga hannar som påbörjat könsmognad i samband med utsättningen på våren. Stannar de kvar i älven eller vandrar de till havet? Avbryts könsmognaden om födosituationen efter utsättning är dålig? 3. Det saknas kunskap om orsaken till att fisken i odling växer så mycket bättre idag jämfört med tidigare. Kan det vara relaterat till klimatförändringar eller genetisk drift, vilket i sin tur kan ha allvarliga konsekvenser för den framtida odlingsverksamheten? 4. Bevarande av genetiskt unika populationer har aldrig varit en del av de lagstadgade skyldigheterna att sätta ut kompensationsodlad fisk. Nyligen genomförda studier på odlade stammar av lax har visat att de i stor utsträckning har bevarat sin unika genetiska profil (Östergren opubl.), vilket kan vara av stor vikt i en framtida förvaltning. En omprövning av tillstånd för vattenkraftsproduktion kan leda till att dessa genetiskt unika stammar blir viktiga för återetablering av vilda populationer om konnektiviteten och livsmiljöerna återställs i utbyggda älvar. Vad ställer detta för krav på urval av föräldrafiskar och bevarandet av genetisk bredd? 5. Det saknas en modern definition av vilken förväntad prestanda en kompensationsodlad smolt ska ha. Är målet att producera en fisk som blir smolt och snabbt lämnar älven efter utsättning, eller är målet att de ska ha så hög havsöverlevnad som möjligt? Ska hannar som varit tidigt könsmogna som 1+ räknas bort från utsättningsskyldigheten? Är det rimligt att nästan alla tvååriga hannar påbörjat könsmognad i samband med utsättningen och vilken effekt har det på överlevnad? Bör man införa krav på att odlad smolt inte ska producera en alltför stor andel återvändande grills? 6. Idag sker en besiktning av fiskeutredningsgruppen (FUG) för att klargöra att fisken utvecklats till smolt och är redo att sättas ut. Vilka parametrar bör ingå i besiktningen? Behöver de se ut som en smolt eller räcker det att de beter sig som en smolt? 7. Antalet laxar och öringar som ska sättas ut i kompensationssyfte är reglerad i vattendomar och har sin utgångspunkt i gamla skattningar om hur mycket smolt som älven naturligt producerade innan utbyggnad. I en adaptiv (anpassningsbar) förvaltningssituation, bör antalet odlade fiskar regleras i förhållande till förväntad överlevnad och det rådande yrkesmässiga fisket och sportfisket. Ett överskott av vuxen fisk i de nedre delarna av älvarna där lekplatser saknas kan leda till att odlad fisk tar sig till älvar med vilda bestånd för lek. 8. Hur kan olika intressegrupper som kraftbolag, myndigheter, kommuner, fiskerinäring och sportfiske vara delaktiga i förvaltningen av resursen? 9. Vad vi trots allt vet är att det saknas en systematisk uppföljning av utsättningar från kompensationsodlingar. Hur ska ett sådant uppföljningsprogram se ut? Bör man inrätta några indexälvar för kompensationsodlad lax och öring där uppföljningen sker systematiskt och med hög precision? Kan andra älvar nöja sig med att fånga upp förändringar i återvandring över tid utan att det exakta antalet fiskar kvantifieras? Hur kan ett uppföljningsprogram administreras och styras

Framtidens smolt under föränderliga förhållanden : en workshopserie i tre delar

I Energiforsks forskningsprogram för kompensationsodling arbetar forskare och yrkesverksamma odlare tillsammans för att främja en god fiskhälsa och en långsiktigt hållbar fiskodling. Programmet har kommit till ett vägskäl där det är avgörande att förtydliga syftet och de långsiktiga målsättningarna med kompensationsodling för att säkerställa att de projekt som inleds besvarar de mest betydande frågorna kopplade till hög kvalitet, god hälsa för fisken, och moderna miljövillkor. Med bakgrund i detta uppkom idén att arrangera en workshopserie där olika intressenter tillsammans kunde diskutera hur kompensationsodling bör utformas och utvecklas från en mängd olika perspektiv. Under workshopseriens gång diskuterades nuläget och framtida syfte med kompensationsodlingen. I dagsläget ansågs satta mål vara tydliga, i form av strikta utsättningskrav på antal utsatta fiskar. Däremot ansågs denna målsättning otillräcklig för moderna omständigheter och reflekterar ej den kunskap som workshopens deltagare besitter. Gemensamt för alla diskussioner var att det saknas tydlighet från Havs- och Vattenmyndigheten vad gäller framtida syfte med kompensationsodling och vilka förutsättningar som kommer att sätta ramarna för verksamheten. Under workshopen diskuterade parterna hur syften skulle kunna definieras för svensk kompensationsodling. De två mest betydande syften som identifierades av gruppen var: • skadereglering för fisket där ett säkerställande av nyttjandet av fisken som resurs är betydande (både yrkes- och sportfisket) • bevarandet av unika populationer Avelsarbetet lyftes som en viktig del för bevarandet av unika populationer men här saknas i stor utsträckning kunskap. Nya riktlinjer behövs för hur avelsarbetet ska bedrivas för att på bästa sätt bidra till bevarande av genetisk diversitet och integritet mellan populationer. Likaså fattas värdefull kunskap om fiskens överlevnad och vandring efter utsättning för att kunna säkerställa nyttan för fisket. Ytterligare underströks att det krävs en systematisk process för uppföljning för att säkerställa att de metoder som används för odling och besiktning av fisken leder till det önskade resultatet. För att åstadkomma detta uttryckte sig workshopens deltagare positiva till en mer flexibel förvaltning och en mer anpassningsbar odlingsverksamhet. De frågeställningar som identifierats under workshopserien och som bör prioriteras av Energiforsks forskningsprogram var: • Signifikant ökning av tillväxt i odling: Vad är de bakomliggande orsakerna? • Klimatförändringar påverkar tillväxt och djurhälsa: Vilka effekter kan vi se redan idag och hur måste verksamheten anpassas inför framtiden? • Tvåårig lax- och öringsmolt har fördelar över ettårig vad gäller havsöverlevnad, men hög tillväxt i odling leder till ökad andel tidig könsmognad: Är det möjligt att utveckla och validera existerande teoretisk modell för bromsning av tillväxt? • Den genetisk variation inom kompensationsodlade populationer har reducerats över tid. Hur bör avelsstrategier nyttjas för att uppnå målsättningar med bevarandet av genetisk variation? • Adaptiv förvaltning: På vilket sätt behöver metoden anpassas för att ackommodera kompensationsodlingens förutsättningar

A role for antizyme inhibitor in cell proliferation

Acknowledgments We thank Ewa Dahlberg and Lena Thiman for expert technical help with cell culturing and HPLC, respectively. The authors acknowledge financial support from the Portuguese Foundation for Science and Technology—SFRH/BD/46364/2008 (PhD fellowship to T. M. S.), the Gunnar Nilssons Cancer Foundation, the Mrs Berta Kamprad Foundation and the Per-Eric and Ulla Schyberg Foundation. Heather Wallace was supported by a visiting scholarship from Lund University. We are grateful for the generous supply of AzI antibody and pcDNA3.1-AzI from Dr. Senya Matsufuji and Dr. Yasuku Murakami (Tokyo, Japan), and Dr. Leif Andersson (Helsinki, Finland), respectively.Peer reviewedPublisher PD

Havsöringsvattendrag i Sverige – genomgång med fokus på potentiella indexvattendrag

Populationsstatus för den havsvandrade formen av öring är i många fall okänd. Där rekryteringsstatus är känd ligger många av populationerna på låga nivåer, särskilt i Bottenhavet. Det finns därför ett stort behov av mer kunskap för att kunna förvalta havsöring långsiktigt hållbart, då arten exempelvis är mycket populär bland sportfiskare. För att öka kunskapen har det föreslagits att så kallade indexvattendrag för havsöring inrättas (Magnusson m. fl. 2020, 2023, Magnusson 2023) där data på rekrytering, smoltutvandring och lekvandrande fisk samlas in och analyseras. Syftet med den här rapporten är att gå igenom och samla in information om typiska havsöringsvattendrag i Sverige samt att föreslå vattendrag som kan lämpa sig som indexvattendrag.För att identifiera lämpliga indexvattendrag för havsöring har information inhämtats av länsstyrelserepresentanter och andra med god lokalkännedom. Denna information har sammanställts länsvis och presenteras i denna rapport. I tillägg gjordes ett försök att identifiera potentiella indexvattendrag baserat på data från elfiskeregistret (databasen för provfiske i vattendrag; SERS) och kriterier för Trout Habitat Score (THS). I Norrbotten saknades elfiskelokaler i kända havsöringsvattendrag i stor utsträckning och där gjordes även ett försök att identifiera potentiella öringvattendrag genom att urskilja strömsträckor med hjälp av geografiska informationssystem (GIS). Då resultaten till viss del skiljer sig åt mellan de olika metoderna rekommenderas att personer med god lokalkännedom är inblandade i arbetet med att inrätta indexvattendrag för havsöring.Rapporten bygger på analys av elfiskedata i kombination med intervjuer av experter genomförda mellan oktober 2018 och januari 2019, som sedermera har kompletterats med ytterligare information

Hur stor behöver en ettårig öring eller lax vara? : förslag till en strategi för att sortera ut ensomrig fisk på hösten som blir smolt till våren

Ett av de svåraste momenten inom kompensationsodling av lax och havsöring är att bedöma om fisken är tillräckligt stor för att utvecklas till ettårig smolt. Syftet med detta projekt var att testa en sorteringsstrategi för att förenkla denna bedömning för odlingspersonalen. Strategin gick ut på att ensomrig lax och öring på hösten delades upp i olika storleksklasser och under den kommande våren undersöktes deras prestanda som ettårig smolt i vandringsbassänger och i en bäck. På sensommaren eller hösten året innan odlad fisk ska vandra ut i havet startar den fysiologiska utvecklingen till smolt om fisken nått en viss kritisk storlek. Den exakta tidpunkten för när storleken ska ha uppnåtts är dock oklar vilket gör det svårt för personal på odlingarna att veta när fisken ska sorteras. Resultatet från detta projektvisade att en lax som är minst 10 cm lång i november med hög sannolikhet kommer att bli smolt till våren. Dessa laxar uppträdde i de flesta avseenden som en vandringsfärdig smolt följande vår och betedde sig mycket likt den tvååriga laxsmolten. Dock förekom det en storleksrelaterad predationsrisk i bäcken efter utsättning där ettårig lax drabbades i större utsträckning än tvåårig lax. Vi föreslår en strategi där laxen sorteras i tre storleksklasser i månadsskiftet augusti-september. Om någon av de tre storleksklasserna i medeltal ligger nära 10 cm i november föreslås en andra sortering för att plocka ut fisk större än 10 cm. All fisk mindre än 10 cm bör hållas kvar i odlingen och sättas ut som tvåårig smolt. För ettårig öring var resultaten mer komplexa. I vandringsbassängerna uppvisade fisk i storleksintervallet 10–16 cm ett beteende som indikerade att de var vandringsfärdiga smolt. Efter utsättningen i bäcken vandrade de dock mycket långsamt och predationen från i första hand skrattmås och fiskmås var hög, speciellt för de minsta öringarna. Jämfört med tvåårig öring var det få ettåriga individer som klarade att lämna bäcken efter utsättning. Om detta berodde på att de inte utvecklats till smolt eller om deras vandring i bäcken påverkades av predationsrisken i bäcken är oklart. Mer data behövs för att förstå den storleksrelaterade tröskeleffekten hos ettårig öring innan förslag på sorteringsrutiner kan ges. Vi föreslår att utsättningen av speciellt öring men också lax bör ske i en miljö med stort vattendjup och högt flöde för att minimera predationsrisken från i första hand fåglar