Hvem spiser hvem – er det parasittene som avgjør?

Skrevet av Eirik Haugstvedt Henriksen, forskningsgruppa Freshwater Ecology

Du har kanskje hørt om parasitter som gjør mus kåte på katter, forårsaker selvmord hos verten sin eller gjør marihøner om til zombier? Hvis ikke må du sjekke ut denne linken!

Slike beskrivelser er pepret med metaforer og overdrivelser, og heldigvis finnes det ingen parasitter som gjør verten om til hjernespisende monstre. Likevel er det et faktum at mange parasitter får sin vert til å oppføre seg ganske annerledes enn «normalt». Parasitter som endrer adferden til verten, øker gjerne sannsynligheten for at den selv blir videreført til neste vert i livssyklusen. Hva betyr dette for økosystemene våre?

Illustrasjon: Trepigget stingsild.

I mange innsjøer langs kysten av Norge finner vi en liten fisk som heter trepigget stingsild. Den har, som navnet tilsier, pigger på ryggen og magen som en beskyttelse mot å bli spist. Dette forsvaret har den utviklet gjennom evolusjonen over titusenvis av år. På tross av dette er stingsilda et viktig byttedyr for større fisker som ørret og fugler som siland. Faktisk observerer vi at mange stingsild svømmer fryktløst rundt i vannet. De bryr seg ikke nevneverdig om en predator (eller en biolog) nærmer seg, som du kan se i denne videoen.

Stingsilda i videoen er infisert med stingsildmark. Stingsildmarken er avhengig av at stingsilda blir spist av en fugl for å fullføre livssyklusen sin. I fugletarmen produserer den voksne stingsildmarken egg som slippes ut med avføringa til fuglen. Havner dette i en innsjø klekker eggene til små larver som spises av hoppekreps. Hoppekrepsen blir da infisert. Og hvis ei stingsild spiser hoppekrepsen og en fugl spiser stingsilda, er livssyklusen komplett!

Illustrasjon: Livssyklusen til stingsildmark. Parasitten legger egg i fugletarmen, og fuglen er dermed “sluttvert” for denne parasitten.

Veldig mange ulike parasitter utviklet slike kompliserte livssykluser for å videreføre genene sine. Det er blant annet disse vi i ferskvannsgruppa forsker på.

Har slike parasitter egentlig noe å si i et økosystem? Eller er de bare noen kuriøse skapninger som har plass i fascinerende og litt skremmende anekdoter?

Svaret på det siste er et klart nei! Ved å gjøre stingsilda mer sårbar for å bli spist, bidrar stingsildmarken til at en stor energikilde blir lettere tilgjengelig for fuglen (predatoren). Fuglene får i seg masse energi, men blir jo samtidig infisert av mange parasitter. Dermed kan det nok diskuteres om nettoeffekten av dette er positiv eller negativ for fuglene.

Infiserte stingsild blir også et enkelt bytte for andre predatorer, som for eksempel ørret. I ørreten dør stingsildmarken. Ørret er i så måte en blind endestasjon for parasitten.

I Takvatnet i indre Troms ser vi at ørret som spiser mye stingsild kan bli store og veie flere kilo. Men heller ikke her kommer stingsildbeitinga uten kostnader. Som denne videoen viser, er nemlig stingsilda infisert med flere andre arter bendelmark, som måsemark og fiskandmark.

I motsetning til stingsildmark dør ikke bendelmarkene når de spises av andre fisk – de reinfiserer fisken. Man kan finne hundrevis av dem i cyster på fiskens mage. Noen ganger kan infeksjonen bli så stor at cystene også finnes i kjøttet, slik bildet viser.

Gyteklar røye som har spist fisk og blitt infisert med tusenvis av fiskandmark og måsemark som ligger inni cyster utpå innvollene (foto: Eirik Haugstvedt Henriksen).

Som økologer er vi interessert i hvordan energien i et økosystem utnyttes av de ulike organismene som lever der. For å se på dette, lager vi gjerne en oversikt over hvem som spiser hvem – et såkalt næringsnett. Ved å endre adferden til stingsilda, påvirker stingsildmarken strømmen av energi til predatorer. De påvirker også overføringen av andre parasitter til både fisk og fugl. Stingsild med stingsildmark har dermed en helt sentral rolle i næringsnettet.

Marflomarken

En mindre studert, men minst like spektakulær parasitt som finnes i våre vann og vassdrag, er marflomarken. Denne bendelmarken infiserer tangloppen marflo, som er kjent som et meget profitabelt byttedyr for bl.a. ørret og røye. Fiskene blir infisert ved å spise infisert marflo, og marflomarken blir voksen i tarmen til fisken hvor den reproduserer. Som vi kan se i denne videoen, vokser parasitten seg diger inni marfloa.

Påvirker denne parasitten marfloas adferd? I Takvatnet og Fjellfroskvatnet har vi samlet marflo som svømmer fritt rundt i innsjøen, og fra magesekkene fra røye. Deretter sammenliknet vi infeksjonene av marflomark i de to gruppene. Det gir en indikasjon på om infisert marflo har større risiko for å bli spist av røye, enn de uten parasitten.

Og svaret er klinkende klart: Andelen infiserte marflo fra fiskemagene var hele åtte ganger høyere enn i innsjøen! Infiserte marflo oppfører seg trolig på en måte som gjør den til et enklere bytte, noe som er forståelig når man tar den relativt enorme størrelsen til parasitten i betraktning. Denne parasitten er ikke farlig for mennesker. Og ettersom den lever inni fisketarmen legger vi som regel ikke merke til den. For røya er likevel infeksjonene trolig forbundet med en betydelig kostnad. Så bør røya unngå å spise infisert marflo? Vi har fått tilgang på røye fra innsjøer i Dividalen, hvor de nesten utelukkende spiser marflo. Røya her er kjent for sin formidable vekst og nydelige kvalitet. Likevel fant vi at fisketarmene var proppfulle av marflomark. Det kan tyde på at fordelene ved å beite marflo oppveier kostnadene ved å bli infisert av parasitten.

Parasitter som endrer adferden til verten påvirker nødvendigvis ikke bare strømmen av energi oppover i næringsnettet. Marflo er en økologisk viktig art. Den bryter ned dødt plantemateriale og gjør denne energien tilgjengelig for predatorer. I tillegg til marflomarken er marfloa infisert av flere andre ulike parasitter som bruker fisk og fugl som sluttvert. Dersom disse påvirker beiteadferden til marfloa, vil det påvirke energistrømmen i hele systemet. Ved hjelp av eksperimenter håper vi i fremtiden å kunne svare på hvordan parasittinfeksjoner påvirker beiteadferden til marflo, snegl og andre verter i ferskvannsystemer.

Som vi ser er parasitter viktige brikker i økosystemene. Studiene vi hittil har gjort har skrapt litt i overflaten av den økologiske betydningen av parasitter. De fleste spørsmålene er ubesvarte. Med klimaendringer forventer vi at flere sørlige vertsarter trekker nordover. Og med disse kommer en rekke nye parasitter. For å forstå hvordan økosystemene vil respondere på slike endringer, må vi kartlegge mangfoldet av parasitter og forske videre på deres økologiske rolle.

Når den praktiske undervisningen blir gjort digitalt

Skrevet at Tore Seternes

Kobling av praksis og teori gir gjerne bedre læring. Når kunnskapen får en praktisk setting blir den til kompetanse. Ved et universitet kan det være utfordrende å få til når det meste av undervisning foregår i klasserom og auditorier. For akvamedisinstudentene er det litt annerledes. I alle fall på kurset i klinikk og HMT-evaluering som alle studentene gjennomfører som del av sitt studie. Kurset har et intensivt undervisningsopplegg der det meste foregår ute, så og si på merdkanten. I dette spesielle året måtte vi løse kurset digitalt. Vi fikk jobbet frem gode løsninger, men noe mistet nok årets studenter.

Kurset før korona

Klinikkkurset (BIO-3603) har i flere år blitt gjennomført i samarbeid med næringsaktører og ÅkerBlå til samme tid og på samme sted. Kurset er lagt til Frøya. Frøya er et kjent miljø i norsk lakseoppdrettsnæring med alle ledd i produksjonen, fra settefisk til slakteri. Altså, relativt kort mellom leddene i produksjonskjeden. Her har studentene fått opplæring i veterinærmedisinske feltrutiner og prosedyrer ved inspeksjon, prøvetaking og disseksjon. De har også gjennomført evaluering av helse, miljø og teknologi (HMT) til et oppdrettsanlegg ute på anlegg. Et av kursets mål er å motivere studenter til en karriere som aktive aktører og bidragsytere til utvikling av oppdrettsnæringen. Studentene samles og reiser til Frøya for å lære mer om den praktiske hverdagen ferdigutdannede fiskehelsebiologer møter. De lærer hvordan arbeid i førstelinjen foregår, på merdkanten ute på oppdrettsanlegg. At studentene er på tur sammen i en uke har også en sosial nytte som ikke skal undervurderes.

Deler av arbeidet er på merdkanten, her lines det på nota (venstre). Det gir studentene et god inntrykk av dimensjonene og hva arbeide med uttak av fisk fra nota egentlig innebærer. Studenter observerer notfisk og folk fra dekket av en servicebåt (høyre), med tid til å diskutere hva de er med på.

På kurset deltar studentene i det praktiske arbeidet som fiskehelsebiologer gjennomfører ute på anleggene. De håndterer fisk og utstyr, og kan få svar på spørsmål direkte fra personell som har dette som sin faste jobb. Tilgang på førstehåndskunnskap om arbeidet de senere selv skal gjennomføre er uvurderlig. Det er ikke noe vi får til med pensumlitteratur og klasserom. Ved å delta i praktisk gjennomføring får studentene en annen innsikt i hva oppdrettsproduksjonen innebærer, og hvilke utfordringer og begrensinger den setter for fiskehelsebiologer.

Hvordan teller man lus? Hvilke stadier telles? Hvordan får man tak i fisken? Har det betydning for vurderingen? Hvordan kan man sikre seg at fisken man teller lusa på er representativ for merden?

Helsekontroll. Her er det tatt ut fisk fra merden i bildet til høyre. Metoden som benyttes for å få tak i fisken har betydning for resultatet; hvordan kan en sikre at fisken en får opp er representativ for hva en ønsker å undersøke?

Hvordan er miljøtilstanden ved anlegget? Studentene er med og undersøker status. Her studeres innholdet fra en bunngrabb. Omgivelsene er viktig for fiskens velferd og helse, og for fiskehelsebiologene er det nødvendig med en forståelse av miljø også ut over tilstanden inne i merden.

 

Digital løsning på kurset

Bilde viser dataskjerm fra besøk på settefiskanlegg med obduksjon og vaksinekontroll av settefisk. Det et litt bedre enn å lese om det i en bok, men langt i fra den praktiske nytteverdien studentene får ved å delta selv.

Bildene over er fra i fjor. Årets kurs var ferdig planlagt, men en uke før oppstart kom beskjeden fra næringsaktørene; på grunn av endringer i smitterisiko kan vi ikke lengre ta imot besøk på anleggene våre. Siden kurset er obligatorisk i et studieprogram som gir reseptrett, kunne det ikke avlyses. Men hvordan gjennomfører man et praktisk kurs ute i næringen, når næringen ikke kan ta imot studentene? En sentral aktør i kurset, Åkerblå, fikk heller ikke tilgang til oppdrettsanleggene for kontroll. De måtte finne andre løsninger for hvordan de kunne observere fisken og anlegget og ta ut prøver for senere analyse. De har tatt i bruk direkteoverført video. Ansatte ved anleggene ble utstyrt med kamera på hjelmen og bildene ble sendt live tilbake til Åkerblå. Med direkte kommunikasjon kunne de beskrive arbeidsoppgavene de ville ha utført til personellet som bar hjelmkamera. Personellet ble fjernstyrte stedfortredere for fiskehelsepersonell. Kunne de hjelpe til med gjennomføring av klinikk kurset også? Årets kurs ble dermed gjennomført hjemmefra hvor studentene var pålogget sin egen PC.

Gode digitale løsninger gir ikke fullverdig erstatning for praktisk øvelse

Den digitale versjonen av kurset gikk etter planen og med svært stor innsats fra Åkerblå fikk man gjennomført kurs og program etter beste evne. Både studenter, forelesere og arrangører skal ha honnør for gjennomføring, deltakelse og generell positiv innstilling til den nye digitale hverdagen vi har fått tildelt i disse koronatider. Men kurset slik det har vært tidligere er et praktisk kurs med sosialt samvær med praktisk arbeid på land og hav. Det er håndtering av fisk og bunnprøver, båt og bilkjøring i tillegg til klatring på båter og merder. Lukt og andre sanseinntrykk overføres ikke gjennom en dataskjerm. For å få god tid til spørsmål og diskusjon jobber vi sammen med profesjonelt fiskehelsepersonell på merdekanten i små grupper. Vi må være ærlige å si at for studentene i år er nok læringsutbyttet av den digitale versjonen av kurset mindre enn tidligere år, mest på grunn av at den praktiske og sosiale dimensjonen ikke har vært tilstede i lik grad.

 

 

Species on the move make way for new feeding interactions

Marine species are on the move due to global change, but can they start feeding on local species that they have never encountered before?

Photo: Audun Rikardsen

Written by Laurene Pecuchet and Marie-Anne Blanchet

Temperature changes in the world’s ocean are causing marine species to move. As these species settle in new areas, they might come across species they never encountered before. In order to establish themselves in a new area they need to feed on the unfamiliar species. Can the newcomers feed on these, and what could be the consequences for the local ecosystems? In a new study published in Global Change Biology, researchers from the BRIDGE research group at Norges fiskerihøgskole (NFH) predicted feeding interactions between range-shifting species and Arctic species and investigated the potential impacts of these new interactions on the Barents Sea Arctic ecosystem.

Many boreal species (orange) are expanding their distribution range polewards, entering the historically Arctic ecosystem (blue)

The Barents Sea is a productive ecosystem located off the northern coast of Norway and Russia. This ecosystem has experienced large species redistribution during the last decades with poleward shifts of boreal species.In recent years (2014-2017) about 10 boreal species were found inside the nets of scientific surveys in the Arctic region of the Barents Sea. These boreal species have the common characteristic of being generalist species, meaning that they eat a large array of preys. Then, could these incoming boreal species start feeding on Arctic residents, and by doing so deepen their impact on the Arctic ecosystem?

To predict feeding interactions between the incoming boreal species and the Arctic residents, the BRIDGE researchers used previous knowledge on who eats whom between the species in the Barents Sea.

–We found that all incoming boreal species have the same potential to feed on Arctic preys, as well as being eaten by Arctic predators, says the researchers. – Cod, for example, is predicted to start feeding on Arctic species such as polar cod or the northern krill, but they could also become the prey of Arctic mammals such as the narwhal or the beluga.

Range-shifting boreal species (orange) such a cod might start to eat and be eaten by Arctic species (blue)

These new feeding interactions might intensify the impacts of invasive boreal species on the Arctic ecosystem by reshaping the network of who eats whom. Because the incoming species are generalists, they have the potential to connect some food chains more tightly together. This could make the system less resilient to perturbations because they could propagate through the network more easily.

In a rapidly changing world, it is becoming harder and harder to keep up with the pace of new ecological interactions. To document these changes analysis such as stomach content and isotope analysis can be too time and effort consuming. In this study, the authors circumvent these problems by using machine learning and prior knowledge on who eats whom to infer ecological interactions and help predict the impacts of range‐shifting species on ecosystems.

The article “Novel feeding interactions amplify the impact of species redistribution on an Arctic food web”

The research group BRIDGE

Små mengder oljesøl vil skade polartorsken

Skrevet av Sunniva Katharina Thode.

Den lille, men viktige, polartorsken i Arktis skades av små mengder oljesøl, ifølge ny forskning.

Polartorsken er en viktig fiskeart i Arktis. Isen i Arktis blir mindre og det har gjort havet i nord mer tilgjengelig for oss mennesker. Når det blir mer trafikk, øker sjansen for oljeforurensning. Hva skjer med polartorsken hvis menneskene gjør en feil og forurenser med olje i Arktis?

Polartorskyngel skades av små mengder oljesøl. Den øverste yngelen er ikke utsatt for oljesøl mens de nederste ynglene er utsatt. Ynglene som ble utsatt for oljesøl er deformerte, mangler næring i plommesekken og er veksthemmet. Foto: Morgan Bender.

Små mengder oljesøl skader yngelen

Morgan Bender på laben. Foto: privat

Forsker Morgan Bender har vært «barnepasser» for polartorsk på laben. For noen har hun gjort lablivet til fisken, eggene og yngelen så likt i det fri som det er mulig å få til i en lab. For andre har hun økt temperaturen i vannet og forurenset vannet med råolje. Hun har funnet ut at eggene og yngelen tåler forurensing av råolje veldig dårlig.

Bare fem dråper olje i et stort basseng vann vil skade polartorskyngelen, sier Bender.

Hun har også forsket på når i livet til polartorsken oljeforurensning vil være mest skadelig.

– Polartorsken er mest sårbare for oljesøl når de er egg, yngel og rett etter de har gytt, sier hun.

Polartorskegg er sårbare for oljeforurensing. Foto: Morgan Bender

Polartorsken blir mer sårbare av økt temperatur

Det har blitt varmere i Arktis. Artene som lever i Arktis er godt tilpasset kalde temperaturer. Bender har forsket på hvordan polartorsken tåler oljesøl hvis havtemperaturene blir varmere. Hun har funnet ut at bare en økning på 2,3°C i havet gjør at polartorskens egg og yngel tar enda større skade.

– Vi må se mer på hvordan dyrene i Arktis tåler flere endringer samtidig, avslutter Bender.

Morgan Bender deltok i Forsker Grand Prix med sin forskning i 2018. Foto: privat.

Mer om polartorsken

Polartorsk er en nøkkelart i det arktiske økosystemet. En nøkkelart er en art som har en viktig rolle for balansen i et økosystem. Polartorsken sin viktige rolle er energioverføring fra dypet og opp i havoverflaten. Den spiser zooplankton på havdypet og spises av sjøfugl og annen fisk. Den kan bli opptil 50 cm lang, men er sjelden lengre enn 30 cm. Eggene og yngelen utvikler seg i små hulrom rett under havisen i Arktis og går dypere og dypere ned i havet jo større den blir.

Illustrasjon fra Benders avhandling.

Morgan Bender disputerte for graden PhD i naturvitenskap den 12. juni 2020 med avhandlingen ”Polar Cod in a Changing Arctic. Toxicity of crude oil on sensitive life history stages of a key Arctic species”. Veiledere for avhandlingen har vært førsteamanuensis Jasmine Nahrgang (Institutt for arktisk og marin biologi, UiT), Dr. Marianne Frantzen (Akvaplan-niva), Dr. James Meador (National Oceanic and Atmospheric Administration Fisheries Division in Seattle, USA) og Dr. Maxime Geoffroy (Fisheries and Marine Institute of Memorial University of Newfoundland in St. John’s Newfoundland, Canada). Bedømmelseskomiteen bestod av professor Daniela Pampanin (Universitetet i Stavanger) som førsteopponent, professor Jérôme Cachot (University of Bordeaux) som andreopponent og professor Stefano Peruzzi (Institutt for arktisk og marin biologi, UiT) som internt medlem og leder av komitéen. Disputasen ble ledet av dekan Kathrine Tveiterås (Fakultet for biovitenskap, fiskeri og økonomi, UiT).

Relaterte linker:

Avhandlingen “Polar Cod in a Changing Arctic” 

https://nordnorskdebatt.no/article/polartorskens-usikre-oppvekst-i

https://site.uit.no/ewma/2016/10/20/is-sperm-of-polar-cod-sensitive-to-petroleum/

Laks produserer sin egen «virusbremse»

Skrevet av Jorunn Jørgensen og Sunniva Katharina Thode.

Laks får også virussykdommer. Nå har forskere ved Norges fiskerihøgskole funnet et nytt protein i laksen som er viktig i det medfødte forsvaret mot virus. Proteinet har tidligere blitt beskrevet hos ulike dyrearter og hos mennesker, men aldri før hos fisk.

Grafisk fremstilling av forskningsmetodikken.

Virussykdommer medfører store tap i norsk lakseoppdrett. For fisk, som for mennesker, er det tidlige forsvaret mot virus svært viktig for å unngå sykdom. En type molekyler, kalt interferoner, har en nøkkelrolle i forsvaret mot virus og stopper de fleste virussykdommer i tidlig fase av smitten. Når virus infiserer cellene blir interferonene produsert. De hindrer igjen at infeksjonen sprer seg til naboceller. Måten dette fungerer på er at arvestoffet til virus (RNA eller DNA) fungerer som et faresignal som aktiverer interferonene. Interferon er som en brannalarm: «Virus er kommet inn. Vennligst ta affære». Denne «alarmen» får cellene til å produsere ulike anti-virusproteiner, en slags «virusbremse», som kan stoppe videre invasjon av virus i fisken. Interferonene vil sirkulere i kroppen og signalisere til ulike celler at de skal produserer rett medisin som kan hindre viruset i å spre seg.

Professor Jorunn Jørgensen. Foto: David Jensen/UiT

Ved å se på hvilke gener som slåes på når laksen infiseres av virus finner vi ut hvilke forsvarsmekanismer laksen bruker mot infeksjon. Vi fant et gen som var spesielt interessant og vi undersøkte hva dette genet kodet for. Det var IFIT5, et essensielt virusforsvarsprotein som er funnet i andre dyr, men aldri før i fisk, sier professor Jørgensen.

Professor Jorunn Jørgensen og forskningsgruppen hennes (Fish Immunology and Vaccinology) ved Norges fiskerihøgskole har funnet at laksecellene produserer IFIT5 når de utsettes for viruset Salmonid alfavirus. Arbeidet ble nylig publisert i tidsskriftet Developmental and Comparative Immunology og førsteforfatter er Dennis Bela’Ong, som har vært post doc i gruppen. Dette er første gang proteinet er karakterisert i fisk, men det har tidligere blitt funnet i mennesker og i kylling. Forsøk i disse artene viser at IFIT5 er viktig i forsvaret mot virus. Bela’Ong og kollegaene fant høy produksjon av IFIT5 i flere av laksens organer når fisken er infisert med virus. Det samme skjer når lakseceller som er dyrket i laboratoriet blir infiserte med samme virus eller behandlet med interferoner.

Post doc.Dennis B. Bela-Ong på laben. Foto: privat

IFIT5 er vist å være en viktig del av immunforsvaret mot virus i andre dyr og nå har vi funnet dette proteinet i fisk også. Vi kan derfor anta at denne forsvarsmekanismen har utviklet seg tidlig i evolusjonen og blitt beholdt som en del av forsvarsapparatet fordi det er en effektiv «virusbremse» som cellene produserer selv, sier professor Jørgensen. – Vi har upubliserte data som viser at IFIT5 hemmer oppformering av Salmonid alfavirus i infiserte celler, men foreløpig vet vi ikke akkurat hvordan IFIT5 stopper viruset Dette er spennende og noe vi gjerne vil undersøke nærmere, avslutter Jørgensen.

Innlegget er skrevet i samarbeid med professor Jorunn Jørgensen.

Relaterte lenker

Artikkelen som rapporterer funnene: https://doi.org/10.1016/j.dci.2020.103746

Forskningsgruppen Fish Immunology and Vaccinology: https://uit.no/research/fishimmunology