Vinterekologi

För en dryg vecka sedan disputerade Johan Watz med avhandlingen ”Salmonid behaviour under winter conditions”. Kappan kan läsas online här. Avhandlingens publicerade artiklar är följande:

Paper I: Ice cover affects the growth of a stream-dwelling fish

Paper II: Effects of ice cover on the diel behaviour and ventilation rate of juvenile brown trout

Paper III: Day and night drift-feeding by juvenile salmonids at low water temperatures

Paper IV: Prey capture rates of two species of salmonids (Salmo trutta and Thymallus thymallus) in an artificial stream: effects of temperature on their functional response

Paper V: Ice cover alters the behavior and stress level of brown trout Salmo trutta

Opponent var Richard Cunjak från University of New Brunswick och i betygskommitten satt Nina Jonsson (NINA), Johan Höjesjö (Göteborgs Universitet) och Asbjørn Vøllestad (Universitetet i Oslo).

Under doktorandtiden handleddes Johan Watz av Larry Greenberg, Eva Bergman och John Piccolo.

Under den gångna veckan har Johan Watz spikat sin avhandling “Salmonid behaviour under winter conditions”. Kappan kan läsas online här. Avhandlingens publicerade artiklar är följande:

Paper II: Effects of ice cover on the diel behaviour and ventilation rate of juvenile brown trout

Paper III: Day and night drift-feeding by juvenile salmonids at low water temperatures

Paper IV: Prey capture rates of two species of salmonids (Salmo trutta and Thymallus thymallus) in an artificial stream: effects of temperature on their functional response

Paper V: Ice cover alters the behavior and stress level of brown trout Salmo trutta

Avhandlingens försvar kommer att gå av stapeln den 22 Januari 2016 kl. 10:15 i Nyquistsalen (9C 203) på Karlstads Universitet. Opponent är Richard Cunjak från University of New Brunswick, Kanada. Alla intresserade är välkomna.

Den vetenskapliga artikeln “Ice cover alters the behavior and stress level of brown trout Salmo trutta”, om juvenila öringars vinterbeteende, har publicerats i Behavioral Ecology. Artikeln är resultatet av ett avdelningsgemensamt experiement på Karlstads Universitet där Johan Watz och Bror Jonsson hållit i taktpinnen.  Övriga författare är Eva Bergman, Olle Calles, Åsa Enefalk, Stina Gustafsson, Anna Hagelin, Anders Nilsson, Johnny Norrgård, Daniel Nyqvist, Martin Österling, John Piccolo, Lea Schneider och Larry Greenberg.

I abstraktet beskrivs studien: “Surface ice in rivers and lakes buffers the thermal environment and provides overhead cover, protecting aquatic animals from terrestrial predators. We tested if surface ice influenced the behavior (swimming activity, aggressive encounters, and number of food items eaten) and stress level (coloration of eyes and body) of stream-living brown troutSalmo trutta at temperatures of 3–4 °C in indoor experimental flumes. We hypothesized that an individual’s resting metabolic rate (RMR, as measured by resting ventilation rate) would affect winter behavior. Therefore, groups of 4 trout, consisting of individuals with high, low, or mixed (2 individuals each) RMR, were exposed to experimental conditions with or without ice cover. Ice cover reduced stress responses, as evaluated by body coloration. Also, trout in low RMR groups had a paler body color than those in both mixed and high RMR groups. Trout increased their swimming activity under ice cover, with the highest activity found in high RMR groups. Ice cover increased the number of aggressive encounters but did not influence the number of drifting food items taken by each group. In mixed RMR groups, however, single individuals were better able to monopolize food than in the other groups. As the presence of surface ice increases the activity level and reduces stress in stream-living trout, ice cover should influence their energy budgets and production. The results should be viewed in light of ongoing global warming that reduces the duration of ice cover, especially at high latitudes and altitudes.”

Läs artikeln här. Om du inte har tillgång till tidskriftens innehåll men ändå vill läsa artikeln, maila någon av författarna!

Imorgon, tisdagen den 31:a Mars, kommer Johan Watz, doktorand vid Karlstads Universitet, att ge ett seminarium med titeln “Winter behavior of juvenile brown trout: ice cover influences the level of aggression and stress”. Seminariet ges klockan 13:15 i sal 5F416 på Karlstads Universitet. Alla är välkomna!

Foto: Anders Tedeholm

Foto: Anders Tedeholm

Åsa Enefalk rapporterar från källaren: “Det här är ett par porträtt på årsungar av öring, som kläcktes förra våren i Barlingshultsälven i Arvikatrakten. De är bara 7-8 cm långa. Just nu finns de i de stora konstgjorda bäckarna i källaren på Karlstads universitet. De deltar i ett experiment där vi vill finna svar på varför öringungar gärna gräver ner sig på vintern. Vi vill också ta reda på om tendensen att gräva ner sig påverkas av närvaro av farlig rovfisk, eller av att det finns andra gömställen (ris och pinnar). Det är fantastiskt att se dessa små fiskar simma så snabbt och smidigt i femgradigt vatten. Vi människor är definitivt inte överlägsna i alla situationer!”

Sedan en tid tillbaka pågår ett labexperiment i vår strömakvarieanläggning. Under vintern har man observerat att juvenil lax och öring byter från att vara dagaktiva till att vara aktiva på natten. På dagen ligger de ofta nedgrävda i mellanrummen bland stenar och grövre grus, för att endast komma upp nattetid för att tex. äta. I vårt experiment har öringar möjligheten att ligga nedgrävda i grovt substrat (i hinkarna på bilden t.v.) eller gömma sig i död ved. Vi testar hur de utnyttjar desa möjligheter under dagen och på natten i närvaro och frånvaro av en predator (en lake). Laken befinner sig uppströms på andra sidan av ett galler. Öringarnas positioner bestäms med hjälp av en mobil PIT-läsare (bilden t.h.) samt genom observationer. På natten använder vi IR-lampor och en IR-kamera för att observera öringarna.

Istäckta vattendrag påverkar fisken och dess ekologi. Utan is är fisken i det kalla vattnet relativt långsam och särskilt utsatt för predation från endoterma djur – fåglar och däggdjur – vars rörelser inte på samma sätt påverkas av kylan. Men när vattenytan fryser, bildar istäcket ett skydd från terrester predation. På filmen nedan ser man tydligt hur fiskarna under isen kan ägna sig åt andra aktiviteter än att vara vaksamma för endoterma predatorer, t ex födosök och interaktioner med andra fiskindivider?

Johan Watz har specialiserat sig på laxfiskars vinterkologi. Läs hans forskning i till exempel: “Effects of ice cover on the diel behaviour and ventilation rate of juvenile brown trout“.

I somras arrangerade The Physiology Section of the American Fisheries Society en stor kongress om fiskbiologi i Edinburgh. Undertecknad var där och representerade NRRV och Karlstads universitet genom att presentera sin forskning om beteende och tillväxt hos öring under yttäckande is i ett symposium om fiskars vinterbiologi. Dr. Jill Leonard från Northern Michigan University och hennes mastersstudent, Joseph Wagner, pratade också om fisk och is. De arbetade med ett projekt vars syfte vara att undersöka hur isdynamiken i rinnande vatten påverkar lotiska fiskar, speciellt strupsnittsöringen. Mycket intressant.

Förutom presentationerna i vintersymposiet bjöds det på otaliga intressanta presentationer i en mycket bred flora av symposier. För att nämna några, symposierna behandlade ämnen som t ex stress, jonreglering, migration, simfysiologi, lakens ekologi och fysiologi, länkar mellan metabolism, beteende och miljö, samt fiskparasiter.

“A stream is defined, after all, as flowing water. Its inhabitants are the product of millennia of adaptations to the unique selective pressures created by this dynamic environment. Imagination is key for many of us who have studied fish feeding in swift water.”  skriver John Piccolo med flera i förordet till Environmental Biology of Fishes special nummer om drift-feeding: “Behaviour and Ecology of Drift Foraging: From Theory to Practice“.

En handfull NRRV-relaterade artiklar är med i specialnumret:

*Food and space revisited: The role of drift-feeding theory in predicting the distribution, growth, and abundance of stream salmonids.

*Day and night drift-feeding by juvenile salmonids at low water temperatures.

*Familiarity with a partner facilitates the movement of drift foraging juvenile grayling (Thymallus thymallus) into a new habitat area.

*Woody debris and terrestrial invertebrates – effects on prey resources for brown trout (Salmo trutta) in a boreal stream

*Parasitic freshwater pearl mussel larvae (Margaritifera margaritifera L.) reduce the drift-feeding rate of juvenile brown trout (Salmo trutta L.).

Det avdelningsgemensamma laboratorieexperimentet fortskrider. För att hålla isär individuella fiskar märks de med med VIE (visual implant elastomer). Detta innebär att två-komponentsplastfärg injiceras i fiskens rygg och/eller stjärtfena. Olika färg- och fenkombinationer på olika individer gör det möjligt för oss att skilja dem åt. Färgmärkningen fungerar som en sorts nummerlapp eller namnlapp på fiskarna under experimentets gång.

Öringen märks med röd färg i ryggfenan…

Och i stjärtfenan…

Den här fisken är märkt i både rygg- och stjärtfena. Genom att jämföra färgmärkning på de olika fiskarna kan vi sedan skilja dem åt under experimentets gång.