Search

Pharmaceutical pollution represents a rapidly growing threat to ecosystems worldwide. Drugs are now commonly detected in the tissues of wildlife and have the potential to alter the natural expression of behavior, though relatively little is known about how pharmaceuticals impact predator-prey interactions. We conducted parallel laboratory experiments using larval odonates (dragonfly and damselfly nymphs) to investigate the effects of exposure to two pharmaceuticals, cetirizine and citalopram, and their mixture on the outcomes of predator-prey interactions. We found that exposure to both compounds elevated dragonfly activity and impacted their predation success and efficiency in complex ways. While exposure to citalopram reduced predation efficiency, exposure to cetirizine showed varied effects, with predation success being enhanced in some contexts but impaired in others. Our findings underscore the importance of evaluating pharmaceutical effects under multiple contexts and indicate that these compounds can affect predator-prey outcomes at sublethal concentrations.

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.

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?

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?

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.

Representative cytograms of cell surface markers CD44 and CD24 obtained using flow cytometry. JIMT-1 cells were treated with salinomycin or salinomycin analogs at IC50 for 72 h. SA: salinomycin, 2a: carbamate, 2b: acetate, 2c: carbonate and 3: C1-methyl ester. (DOCX 1331 kb)

Representative cytograms of ALDH assay obtained using flow cytometry. JIMT-1 cells were treated with salinomycin or salinomycin analogs at IC50 for 72 h. SA: salinomycin, 2a: carbamate, 2b: acetate, 2c: carbonate and 3: C1-methyl ester. (DOCX 1597 kb)

Representative cytograms of ALDH assay obtained using flow cytometry. JIMT-1 cells were treated with 50 nM salinomycin or salinomycin analogs for 72 h. SA: salinomycin, 2a: carbamate, 2b: acetate, 2c: carbonate and 3: C1-methyl ester. (DOCX 1678 kb)

Salinomycin treatment decreases the proportion of ALDH+ in a dose dependent manner. JIMT-1 cells were treated with salinomycin for 72 h at the indicated concentrations. The effect on the ALDH+ population was determined using flow cytometry. Data are represented as mean ± SEM for n = 3. (DOCX 38 kb)

U-shaped dose response curve found for the CD44+ /CD24− population in N–ethyl carbamate 2a-treated JIMT-1 cells. JIMT-1 cells were treated with 2a for 72 h at the indicated concentrations. The effect on the CD44+/CD24− population was determined using flow cytometry. Data are represented as mean ± SEM for n = 4. (DOCX 41 kb)

Representative cytograms of cell surface markers CD44 and CD24 obtained using flow cytometry. JIMT-1 cells were treated with 50 nM salinomycin or salinomycin analogs for 72 h. SA: salinomycin, 2a: carbamate, 2b: acetate, 2c: carbonate and 3: C1-methyl ester. (DOCX 1340 kb)

Increased vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation is a factor in atherosclerosis and injury-induced arterial (re)stenosis. Inhibition of polyamine synthesis by α-difluoro-methylornithine (DFMO), an irreversible inhibitor of ornithine decarboxylase, attenuates VSMC proliferation with high sensitivity and specificity. However, cells can escape polyamine synthesis blockade by importing polyamines from the environment. To address this issue, polyamine transport inhibitors (PTIs) have been developed. We investigated the effects of the novel trimer44NMe (PTI-1) alone and in combination with DFMO on VSMC polyamine uptake, proliferation and phenotype regulation. PTI-1 efficiently inhibited polyamine uptake in primary mouse aortic and human coronary VSMCs in the absence as well as in the presence of DFMO. Interestingly, culture with DFMO for 2 days substantially (>95%) reduced putrescine (Put) and spermidine (Spd) contents without any effect on proliferation. Culture with PTI-1 alone had no effect on either polyamine levels or proliferation rate, but the combination of both treatments reduced Put and Spd levels below the detection limit and inhibited proliferation. Treatment with DFMO for a longer time period (4 days) reduced Put and Spd below their detection limits and reduced proliferation, showing that only a small pool of polyamines is needed to sustain VSMC proliferation. Inhibited proliferation by polyamine depletion was associated with maintained expression of contractile smooth marker genes. In cultured intact mouse aorta, PTI-1 potentiated the DFMO-induced inhibition of cell proliferation. The combination of endogenous polyamine synthesis inhibition with uptake blockade is thus a viable approach for targeting unwanted vascular cell proliferation in vivo, including vascular restenosis. This article is protected by copyright. All rights reserved.