Svårt vara fisk när vattnet blir varmare

Biotestsjön är egentligen ett invallat område i skärgården utanför kärnkraftverket Forsmark i Uppland. Till sjön leds uppvärmt vatten från kraftverkets reaktorer ut, vilket gör att temperaturen i sjön är 5-10 grader högre än i Östersjön.

– Det ger oss möjlighet att studera hur fiskar anpassar sig till en varmare miljö över tid vilket är avgörande för att förstå effekterna av den pågående klimatförändringen, säger Erik Sandblom, forskare vid institutionen för biologi och miljövetenskap.

Biotestsjön ett fönster till en varmare framtid
Fiskar är växelvarma med samma kroppstemperatur som vattnet omkring sig. Målsättningen med Erik Sandbloms forskning har varit att studera vilka fysiologiska effekter som det varmare vattnet får på abborrarna i sjön och hur abborrarna anpassar sig till den varmare miljön. Sjön kan sägas fungera som ett fönster till en varmare framtid.

Erik Sandblom och hans kollegor har jämfört kroppsfunktioner hos abborrar som lever i Biotestsjön med abborrar som lever i det normaltempererade vattnet i skärgården utanför sjön. De abborrar som lever i det normaltemperade vattnet har också värmts upp under ett dygn för att de ska få samma kroppstemperatur som de som lever i Biotestsjön.

– På det sättet kan vi även jämföra hur anpassning under en långvarig temperaturökning som motsvarar situationen vid klimatförändring skiljer sig från kortvarig uppvärmning på lab, säger Erik Sandblom.

Kroppen kräver mer syre i en varmare miljö
I en varm miljö kräver kroppen mer syre för att upprätthålla sina funktioner. Tidigare forskning har pekat på att den maximala förmågan att transportera syre försämras hos fiskar som lever i varmare vatten. Erik Sandbloms forskning visar dock att abborrarna som lever i Biotestsjön anpassar sin syreupptagningsförmåga till den varmare miljön.

En särskilt viktig faktor i sammanhanget är spannet mellan ett djurs högsta möjliga syreupptagningsförmåga och syrebehovet i vila. Tidigare forskning har indikerat att det här spannet minskar när syrebehovet i vila ökar med uppvärmning i fiskar. Den nya forskningen visar dock att abborrar som lever i Biotestsjön har nedreglerat sitt syrebehov i vila, medan de bibehållit sin maximala syreupptagningsförmåga. På så vis har de ett oförändrat spann för syreupptag och kan hantera den varmare miljön.

– Även andra kroppsfunktioner har förändrats, till exempel antalet hjärtslag per minut. Vilopulsen för fiskarna i Biotestsjön är lägre än för de utanför sjön när de testas vid samma temperatur, men maxpulsen är oförändrad, säger Erik Sandblom.

Närmare den temperatur då fisken dör
Men även om fiskar anpassar sig till en varmare miljö så finns det ett tak uppåt för hur mycket de klarar av att anpassa sig. Vid en viss temperatur dör fisken – den nivån kallas för den letala gränsen. Forskningen visar att abborrar som lever i Biotestsjön bara har förskjutit sin letala gräns uppåt lite grann i den varmare miljön. Detta gör att skillnaden mellan fiskens kroppstemperatur och dess övre letala temperaturgräns blir flera grader mindre för fisken i Biotestsjön än för den fisk som lever i normaltempererat vatten.

– Abborrarna kompenserar inte sin letala gräns fullt ut för att de har en varmare kroppstemperatur. I och med att skillnaden mellan deras kroppstemperatur och deras letala gräns blir mindre så blir de också mycket känsligare för tillfälliga yttre omständigheter som till exempel en värmebölja, säger Erik Sandblom.

I framtiden förväntas dels vädret bli varmare, och dels förväntas det vara extremväder oftare.

– De här fiskarna skulle få svårare att överleva i en sådan miljö, säger Erik Sandblom.

Artikel i Nature Communications: Physiological constraints to climate warming in fish follow principles of plastic floors and concrete ceilings

Kontakt: Erik Sandblom, Institutionen för biologi och miljövetenskap, Telefon: 031-786 4548. Mobiltelefon: 0703-286358. E-post: erik.sandblom@bioenv.gu.se