Forsøg med rov- og byttefisk skal bruges til at forbedre grundlaget for rådgivningen bag forvaltningen af fiskebestande. Forsøgene omfatter bl.a. tømning af torskemaver.
Af Niels Gerner Andersen, emeritus.
DTU Aquas kutter ’Havfisken’ ligger og vugger i en mild sø-brise hen over et stenrev på 10-15 meters dybde et par sømil sydvest for Hirtshals (introfoto). Med fiskestang og snøre trækkes den ene torsk efter den anden op fra dybet. De skal bruges til forsøg for at finde ud af, hvordan og hvor hurtigt rovfisk fordøjer deres bytte i maven og tømmer det ud i tarmen.
Det foregår på land i laboratoriet i Nordsøen Forskerpark, og torskene holdes derfor i live i et transportbassin ombord. Ugen efter fiskes der tobis og sild med et minitrawl trukket efter en mindre båd i Limfjorden lige indenfor den vestlige udmunding ved Thyborøn. De udgør en del af føden i forsøgene med torsk. Resultaterne fra disse forsøg og tilsvarende forsøg med andre rov- og byttefisk bruges til at forbedre grundlaget for rådgivningen bag forvaltningen af fiskebestandene i vores farvande.
Hvorfor laver man mavetømningsforsøg?
Som en del af økosystemtilgangen til bæredygtig forvaltning af vores fiskerier har biologerne i mange år beregnet, hvor meget de forskellige fiskebestande æder af hinanden – de såkaldte prædationsrater. Baggrunden er, at man ved et fiskeri på en bestemt art i et havområde udover den direkte påførte fiskeridødelighed på denne art også skal tage hensyn til, hvor meget den æder af andre arter – eller til dens rolle som fødegrundlag for andre arter, hvis målet med fiskeriet er en byttefisk.
Dette samspil mellem arterne kan ikke observeres direkte i havet. I stedet bruges information om mængde og artssammensætning af indholdet i indsamlede maver fra de betydende rovfisk i et havområde. Maverne indsamles så vidt muligt repræsentativt for de forskellige rovfiskebestande, og indholdet i den enkelte mave udgør et øjebliksbillede i tid. Dette omsættes til et øjebliksbillede af mavetømningshastigheden fra maven og ud i tarmen ved brug af en mavetømningsmodel. Gennemsnittet af disse mavetømningshastigheder for den enkelte mave er lig med det gennemsnitlige fødeindtag, fordi den udtømte mængde byttedyr over tid er lig med den indtagne mængde.
En enorm internationalt koordineret indsats har været investeret i at indsamle rovfiskemaver og analysere deres indhold af byttedyr i laboratoriet. Derimod har arbejdet med at etablere mavetømningsmodeller ud fra mavetømningsforsøg været mere sporadisk og ukoordineret. Som et resultat at dette har modellerne vist sig at give vidt forskellige tal for mavetømningshastigheder og dermed prædationsrater og samspil mellem arterne. Dette er selvfølgelig ikke tilfredsstillende.
Figur 2. En metode til at få fat i de delvist fordøjede byttedyr er at lade den let bedøvede rovfisk (her hvilling) brække sig ved at føre saltvand ned i maven gennem en tynd slange (Niels Gerner Andersen). |
Mavetømningsforsøgene
Derfor startede vi i DTU Aqua for år tilbage en mere dybtgående undersøgelse af mavetømningsprocessen for at få et retvisende billede af, hvor meget rovfiskene spiser i havet. Dette indebar også en masse forsøg med forskellige rovfisk fra Nordsøen – herunder torsk – der enkeltvis får tilbudt et måltid af byttefisk. Også krebsdyr bruges i forsøgene. De indgår i diæten hos de fleste rovfisk og har betydning for, hvordan rovfiskene udtømmer fiskebytte, der ligger sammen med krebsdyr i maven.
En delmængde af rovfiskene tages op af karrene på forskellige tidspunkter, efter de har ædt måltidet, og resterne af deres måltid i maven generhverves. Det sker enten ved at aflive fisken, eller at bedøve den og få den til at brække sig ved at føre lidt saltvand ned i maven gennem en tynd slange (figur 2). Maveindholdet vejes, og disse vægte udgør data for forløb og hastighed af fordøjelse og udtømning (figur 3). Vi undersøgte og satte tal på effekten af de vigtigste faktorer: Rovfiskens størrelse, temperatur og byttedyregenskaber såsom energiindhold og modstandsdygtighed overfor fordøjelsesprocesserne i maven.
Etablering af mavetømningsmodellen
Med disse data i hus sammen med teori og en viden om de grundlæggende processer etablerede vi en matematisk model til beskrivelse af mavetømningen. I en balance mellem realisme i modelforudsigelse og anvendelighed i praksis vælger man normalt at gøre procesmodeller så simple som muligt.
Fordøjelsesprocesserne foregår på byttedyrenes overflade. Den simpleste geometriske abstraktion af byttedyrene er en cylinder, der samtidig også beskriver hulrummet i rovfiskens mave. De enkelte byttedyr betragtes derfor som cylindre, der gradvis får deres overflade skrællet af, og det afskrællede materiale udtømmes fra maven og ud i tarmen. Når der er flere byttedyr sammen, er det kun overfladen af den fælles fødeklump, der er udsat for fordøjelsesprocesserne. Den er også repræsenteret ved en cylinder.
Figur 3. (a) Fordøjelsesgraden af fire tobiser i maver hos rovfisken (her sej) gennem 32 timer efter indtagelse af måltidet. (b) Reduktionen i den samlede vægt af tobisrester fra måltidet på grund af fordøjelse og udtømning af den fordøjede suppe fra maven og ud i tarmen hos 20 sej. Kurven (med usikkerhedsgrænser) beskriver forløbet (Niels Gerner Andersen). |
Overfladen af de enkelte byttedyr-cylindre nedskaleres derfor til den begrænsede overflade på den fælles cylinder (figur 4). Mavetømningshastigheden moduleres for alle byttedyr af energiindholdet i det fælles afskrællede materiale. Desuden er effekten af temperatur og rovfiskens størrelse indbygget i modellen. Endelig afhænger afskrælnings-hastigheden for de enkelte byttedyr af deres respektive modstandsdygtighed overfor fordøjelsesprocesserne i maven.
Figur 4. Såvel de enkelte byttedyr som den fælles fødeklump betragtes som cylindre i mavetømningsmodellen. Overfladen af de enkelte byttedyr-cylindre nedskaleres til den begrænsede overflade af den fælles cylinder, der er udsat for fordøjelsesprocesserne (Niels Gerner Andersen). |
Anvendelser af mavetømningsmodellen
I testforsøg, der imiterer vilkårene i havet, kan denne nye model – i modsætning til tidligere modeller – forudsige mavetømningshastigheden for de enkelte byttedyr i maven uanset artssammensætning og indtagelsesmønster. Modellen er allerede delvist taget i brug i bestandsanalyser med flerartsmodeller, der danner baggrund for fiskeriforvaltningen. Den vil sandsynligvis fremadrettet vise sig at være et nyttigt og generelt virkende redskab ikke kun til beregning af prædationsrater, men også til nærmere undersøgelser af samspillet mellem arterne.
På længere sigt arbejder man på af få en bedre grundlæggende forståelse af samspillet mellem rov- og byttefisk i det helt nære lokale miljø, som med den rette opskalering til populationsniveau vil give mere robuste tal for prædationsrater. Mavetømningsmodellen er for eksempel brugt i et studie af samspillet mellem torsk og brisling i et lille område af Bornholmsbassinet i Østersøen. Med den beregnede prædations-dynamik over døgnet, der ikke ville have kunnet lade sig gøre uden modellen, kan man forklare adfærden hos de to fisk samt den evolutionære baggrund for denne. En sådan mekanistisk viden er nødvendig for succesfuld opskalering.
Rovfisks kapacitet til at fordøje og omsætte føden har betydning for hvor meget de kan påvirke og potentielt kontrollere bestandene af deres byttefisk. Brug af mavetømnings-modellen på feltdata for maksimalt maveindhold indikerer, at denne kapacitet er dobbelt så stor som hidtil antaget. Det udfordrer de matematiske beskrivelser af forholdet mellem mængden af byttedyr og rovfiskenes fødeindtag i havet. Dette er specielt vigtigt, når man tager i betragtning, at feltstudier tyder på at intensiv prædation i såkaldte ’hot spot’ situationer med stor tæthed af byttefisk kan have stor betydning for deres dødelighed på bestandsniveau.
Introfoto: DTU Aquas kutter ’Havfisken’ på havet (foto: Erik Hoffmann).