Hur mår fisken i svenska kustområden? Hälsoundersökningar på fisk ger tidig signal om miljöpåverkan Foto: J. Parkkonen Åke Larsson, Niklas Hanson, Lars Förlin och Jari Parkkonen - Institutionen för Biologi och Miljövetenskap 2013-10-08
Hälsoundersökningar på fisk 25-30 väl beprövade biokemiska, fysiologiska och histologiska mätvariabler, s k biomarkörer, används för att spåra förekomst och effekter av toxiska ämnen i miljön. Fiskhälsoundersökningar har tillämpats under 40 år för att kartlägga effekter av enskilda kemikalier (metaller och organiska miljögifter) och komplexa blandningar (ex industriavloppsvatten, lakvatten, dagvatten) både i laboratorieförsök och vid fältundersökningar i förorenade områden. Sedan 1988 är fiskhälsa en del av den integrerade miljöövervakningen Fördelar med hälsoundersökningar på fisk: kan användas både vid fältstudier på vildlevande fiskpopulationer och i konfirmerande exponeringsförsök på laboratoriet ett brett program av biomarkörer ger möjlighet att dels fånga upp effekter av olika kemikalier i miljön och dels effekter på flera olika organfunktioner god kunskap om hur olika biomarkörer och de livsfunktioner som de återspeglar kan påverkas av exponering för olika miljögifter hög känslighet; påvisar effekter på ett tidigt stadium och vid låg exponering ( early warning ); kan kartlägga påverkan även långt från utsläppspunkten
Valda mätvariabler/biomarkörer återspeglar centrala livsfunktioner Funktion Energi, tillväxt, kondition Reproduktion, endokrin störning Leverfunktion, avgiftning, oxidativ stress Förekomst av genotoxicitet Indikator på metallbelastning Kolhydratmetabolism/stress Syretransport, blodbildning Immunförsvar, vävnadsskador Saltbalans, cellskador Mätvariabel / biomarkör Total kroppsvikt, somatisk vikt, längd, ålder, somatiskt konditionsindex Gonadsomatiskt index (GSI), vitellogenin i blodplasma, könskvot hos tånglakeyngel, yngelstatus (missbildningar, döda yngel) Leversomatiskt index (LSI), leverhistologi, EROD-aktivitet, glutationreduktas, glutation S-transferas, katalas. DNA-addukter i lever Metallothionein i lever Blodglukos, blodlaktat Hematokrit, omogna röda blodceller, hemoglobin Vita blodceller: lymfocyter, granulocyter, trombocyter. Makrofagcentra i mjälten Klorid, natrium, kalium och kalcium i blodplasma
Undersökningsområden Fyra kustlokaler med små eller inga lokala föroreningskällor: Kvädöfjärden (Östersjön), sedan 1988 Fjällbacka (Skagerrak), sedan 1989 Holmöarna (Bottenviken), sedan 1993 Torhamn (Södra Östersjön), sedan 2001 Abborre provtas i september Tånglake provtas i november och april Fiske och provtagning genomförs med standardiserade metoder
Bedömning av hälsotillstånd för abborre och tånglake i nationella kustreferensområden i Västerhavet, Östersjön och Bottniska Viken Referensområdena har valts för att de anses obetydligt påverkade av lokala föroreningskällor. Flera hälsovariabler hos abborren och tånglaken visar därför inte några signifikanta förändringar eller tidstrender i de fyra kustreferensområdena under mätperioden. Det är däremot oroväckande att allt fler hälsovariabler/biomarkörer på senare år uppvisar signifikanta tidstrender som tyder på att fisken i ökande grad är påverkad av exponering för något eller några miljögift(er) och/eller av andra miljöfaktorer. Effekterna är mest påtagliga hos abborre i Kvädöfjärden (10 biomarkörer) och hos tånglake i Fjällbacka (11 biomarkörer), men liknande påverkan på flera biomarkörer observeras hos både abborre och tånglake i samtliga kustreferensområden. Här följer några exempel på effekter
EROD-aktiviteten i levern tyder på ökande giftexponering och inducerad avgiftningsfunktion EROD hos abborre i Kvädöfjärden ökade successivt och var 4-5ggr högre år 2010 än när undersökningarna startade. Denna ökning tyder på en exponering för potenta kemiska ämnen. 2012 skedde ett trendbrott med kraftigt minskad EROD-aktivitet. Liknande successiv EROD-ökning följd av en minskning år 2011-2012 ses hos abborre vid Holmön och Torhamn. EROD-aktiviteten uppvisar en signifikant ökande trend även hos tånglake i Fjällbacka, men mellanårsvariationen är större än hos abborre. Liknande effekt ses hos tånglake i Kvädöfjärden.
Även aktiviteten av enzymerna GR och GST i levern indikerar en ökande giftexponering Aktiviteten av glutationreduktas (GR) har ökat, medan aktiviteten av glutationtransferas (GST) har minskat hos abborre vid Holmön. GR-aktiviteten har på senare år planat ut på en hög nivå. En ökad GR-aktivitet tyder på förhöjd oxidativ stress hos fisken. Det är okänt vilka yttre miljöförändringar som kan orsaka en minskad GST-aktivitet. Liknande förändringar för GR och GST observeras hos både abborre och tånglake i övriga kustreferensområden.
Relativa gonadstorleken (GSI) har minskat hos abborrhonor sedan början på 1990-talet GSI minskade med ca 30% hos abborrhonor i Kvädöfjärden under perioden 1990-2004. Enstaka år var GSI 35-40 % lägre än i början av 1990-talet. Från 2004 har minskningen avstannat och det ses en tendens till ökning. Minskad gonadstorlek är en varningssignal om att fisken kan vara exponerad för ämnen som hämmar eller försenar könsmognaden. GSI har minskat signifikant med 25% under tidsperioden hos abborrhonor vid Holmön.
Förändrad WBC-bild hos tånglake och abborre indikerar att immunförsvaret är påverkat Antalet vita blodceller, främst lymfocyter (se figur) och trombocyter, har ökat signifikant hos tånglake i Fjällbacka och i Kvädöfjärden. Även abborre i kustreferensområden visar en liknande förändring i WBC-bilden. Denna effekt tyder på att fiskens immunförsvar är aktiverat.
Ökad glukoshalt i blodet kan tyda på att ämnesomsättningen och dess reglering är påverkad Blodglukos har ökat successivt under senare år främst hos abborre i egentliga och södra Östersjön (Kvädöfjärden och Torhamn). Glukosnivån är de senaste tre åren 40-50% högre än i mitten av 1990- talet. En något svagare glukosökning ses hos tånglake vid Fjällbacka och Kvädöfjärden.
Ytterligare signifikanta tidstrender signalerar att kustfisk i våra nationella referensområden är påverkad Ökning av klorid i blodet, främst hos abborre och tånglake i Kvädöfjärden, indikerar att fisken har problem med saltregleringen. Ökad kalciumnivå i blodet hos kustfisk på samtliga lokaler förstärker bilden av en försämrad jonreglering. Minskning av antalet omogna röda blodceller hos abborre i Kvädöfjärden och Torhamn indikerar en lägre nyproduktion av röda blodceller. Foto: Oceana.org Minskande bestånd, sämre kondition, försämrad yngelstatus (missbildningar, döda yngel) och påverkat hälsotillstånd visar att situationen för tånglake är ansträngd i Fjällbackaområdet. Foto: Arne Kuilman
Förändringen av kustfiskens hälsa visar en bred och komplex symptombild med påverkan på sex centrala fysiologiska funktioner Holmön Abborre Abborre Kvädöfjärden Tånglake Torhamn Abborre Fjällbacka Tånglake Fortplantning GSI (abb), yngelstatus (tångl) - - - - - - 0 - - Leverfunktion EROD GR GST + + + + + + + + + + + + + 0 + + + - - - - - - - - - - - Kolhydratmetabolism Glukos 0 + + + + + + + + + Immunförsvar/ WBC-bild Röd blodcellsbild Saltbalans Lymfocyter Trombocyter Granulocyter TotWBC i-rbc Hemoglobin Klorid Kalcium + + + eller - - - stark signifikant tidstrend + + eller - - signifikant tidstrend + eller - tydlig tendens/tidigare förändring 0 ingen tidstrend eller tendens + + + + + + + + + + + + + + + 0 + + + 0 + + + 0 0 0 + + + + + 0 + + + - - - 0 - - 0 + + 0 0 + + 0 + + + + + 0 + + + + + + + + + +
Slutsatser om fiskens hälsa i rena kustområden Sammanfattande bedömning Kustfisken i rena områden visar allt tydligare tecken på exponering för kemiska ämnen och en påverkan på flera fysiologiska funktioner (t ex. inducerat avgiftningssystem i levern, förminskade gonader, inducerat immunförsvar, ökad oxidativ stress, minskad bildning av röda blodceller, samt påverkad saltreglering och ämnesomsättning). Denna mångfacetterade symptombild observeras på två kustfiskarter och på fyra olika referenslokaler (med viss variation i effektmönster och styrka). De tydliga effekterna på individnivå har hittills inte kunnat kopplas direkt till observerade effekter på populationsnivå.
Forts. Slutsatser om fiskens hälsa i rena kustområden - Sammanfattande bedömning Inga tydliga kopplingar har kunnat göras mellan påvisade effekter och miljögifter som idag mäts i kustfisk. Det finns dock andra övervakade miljögifter som ökar i miljön, men som inte har mätts i prov från kustfisk i de aktuella referensområdena. Dessutom finns tusentals kända och okända potentiella miljögifter som inte övervakas. Det finns kvalitativa likheter mellan observerade fysiologiska förändringar hos fisk i kustreferensområden och påvisade funktionsstörningar hos fisk i komplext förorenade områden, men även likheter med kända effekter av klassiska miljögifter som PCBer och DDT, samt med PAHers effektmönster. En möjlig förklaring kan vara att kustfisken exponeras för en ständig och varierande blandning av ett stort antal kemikalier, som samverkar och sammantaget orsakar förändringarna i hälsostatus.
Forts. Slutsatser om fiskens hälsa i rena kustområden - Sammanfattande bedömning Det kan inte uteslutas att även andra faktorer än kemiska ämnen (klimat-/ temperaturförändringar, variationer i salthalt, storskaliga miljöförändringar, förändrat födoval, m m) kan ha bidragit till förändrad hälsostatus hos kustfisk. I uppföljande studier, som presenteras imorgon av Lars Förlin, prövas olika hypoteser om kända och okända miljögifter, samverkanseffekter av flera olika kemiska ämnen som tillförs våra kustvatten, eller andra möjliga orsaker till den försämrade fiskhälsan i våra kustområden.