Menestyvä istukas Luonnossa menestyvien istukaskalojen tuotantoja istutusmenetelmien kehittäminen

Transkriptio

1 Menestyvä istukas Luonnossa menestyvien istukaskalojen tuotantoja istutusmenetelmien kehittäminen Kalaekologian tutkimusseminaari, Oulun yliopisto Pekka Hyvärinen Riista-ja kalatalouden tutkimuslaitos Kainuun kalantutkimusasema, Paltamo

2 Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos Kainuun kalantutkimusasema Monipuoliset kokeellisen kalantutkimuksen mahdollisuudet Paltamossa Oulujärven läheisyydessä sijaitseva kokeelliseen akvaattiseen ekologiaan keskittyvä yksikkö, jossa tuotetaan tietoa kalojen ja rapujen ominaisuuksista, käyttäytymisestä ja vuorovaikutuksista kalakantojen ja kalavesien hoidon tarpeisiin Tieteellisesti varmennettuja ratkaisuja yhteiskunnallisesti merkittäviin kalataloudellisiin kysymyksiin

3 Monipuolista yhteistyötä yliopistojen kanssa: Väitöskirjat (10 kpl): Oulun yliopisto 7 Helsingin yliopisto 1 Jyväskylän yliopisto 1 Itä-Suomen yliopisto 1 Pro-gradu ja lisensiaattitutkielmat (19 kpl): Oulun yliopisto 7 Helsingin yliopisto 8 Jyväskylän yliopisto 2 Itä-Suomen yliopisto 2 Referoidut tieteelliset artikkelit (122 kpl): Muu julkaiseminen ja tiedotus (550 kpl):

4 Tutkimusstrateginen tausta Tutkimuksen osa-alueet Yleistettävyys Desktop - tutkimukset Kenttätutkimukset Realismi Täsmällisyys Kokeelliset tutkimukset Toimipaikka mahdollistaa ja täydentää aiemmin puuttuneen osa-alueen akvaattisen ekologian tutkimuksessa soveltavaa tietoa ja ratkaisuvaihtoehtoja käytäntöön

5 Kainuun kalantutkimusasema Toimistot ja laboratorio Majoitus Sisätilojen altaat ja virtavesi uomat Työpajat ja varastot Ulkoaltaat Luonnontilainen joki Virtausuomat Koko alueen pinta-ala n. 7 hehtaaria

6 Asemalla käytettävissä mm: Runsaasti erikokoisia kasvatusaltaita Rakenteeltaan muunneltavia virtausuomia Kalojen seurantaan PIT-telemetriaja kameralaitteistot 60 1 m m m 2

7 SISÄHALLIN LAITTEET 60 1 m 2 4 virtausuomaa 6 m pitkiä, 0,50 m leveitä m m 2 Mahdollisuus monipuolisiin koejärjestelyihin Kontrolloitu valaistus (normaali/ir) PIT-telemetria ja kameralaitteistot

8 ULKOALLASALUE 24 joki-suvantoallasta (50 m²)

9 ULKOALLASALUE 16 suurta joki-suvantoallasta (75 m²; 8 katettua)

10 ULKOALLASALUE 6 virtausuomaa (30 m pitkiä)

11 Passive Integrated Transponder = PIT-merkki Yksilömerkki: tärkeä työkalu kalayksilöiden kokeellisessa tutkimuksessa Kainuun tutkimusasemalla Vastaavia merkkejä käytetään kotieläinten esim. koirien id-tunnisteena Ferriittisauvan ympärille Mikrosiru käämitty kuparilankakela

12 PIT tekniikka Miten PIT- merkki toimii? PIT merkin toiminta : current Magneettikenttä Lähettää signaalin Kun joutuu antennin muodostamaan magneettikenttään Merkkiin on tallennettu yksilökoodi Taajuus khz

13 PIT merkinnän etuja : Lasikuori mahdollistaa PIT-merkinnän kalan vatsaonteloon Yksilökoodin tunnistaminen luotettava Pitkä kesto, käytännössä kalan koko elämä Ei merkittäviä vaikutuksia käyttäytymiseen, fysiologiaan, terveyteen Baras et al. (2000) PIT merkin asentaminen neulan avulla ruumiinonteloon Lukuetäisyyteen vaikuttaa PIT-merkin asento suhteessa magneettikenttään

14 PIT-TELEMETRIA MAHDOLLISTAA MONIPUOLISEN AINEISTONKERUUN YKSILÖTASOLLA Erilaisia laitteita/koeasetelmia kalojen käyttäytymisen tutkimiseen yksilötasolla: uintikyky rohkeus aggressiivisuus pedon välttäminen aktiivisuus suojan käyttö jne.

15

16 KALOJEN UINTIKYVYN MITTAUS

17 Videoseuranta Videoseuranta: 30 kameraa + digitaalitallentimen

18 LABORATORIO

19 MAJOITUSTILAT Kaksi saunallista asuntoa Majoitusmahdollisuus yhteensä 14 henkilölle KOKOUS- JA LUENTOTILAT 30 henkilölle

20 Menestyvä istukas tutkimus Luonnossa menestyvien istukaskalojen tuotantoja istutusmenetelmien kehittäminen

21 Useat lohi- ja taimenkannat ovat uhanalaisia tai vaarantuneita! Lohikantojen palauttamisohjelmia käynnissä esim. uusia kalatiehankkeita Oulujoelle, Iijoelle, Kemijoelle ja Kymijoelle (Erkinaro et al. 2011) Vaikka kalatiet rakennetaan, kalakannan palauttamiseen tarvitaan laitoksissa kasvatettu istutuspoikasia Istukkailla suuri kuolleisuus istutuksen jälkeen Heikko elinkyky Istutukset heikkotuottoisia Uusia menetelmiä tarvitaan tuottamaan luontoon paremmin sopeutuvia yksilöitä

22

23 RKTL:n Kainuun asemalla kehitetty uusia istukaspoikasten kasvatusmenetelmiä Yhteistutkimuksia: RKTL, Helsingin yliopisto, Oulun yliopisto, Itä-Suomen yliopisto, EVIRA millaisin ominaisuuksinvarustetut istukkaat menestyvät luonnossa millaisin uusin kasvatusmenetelminparemmin menestyviä istukkaita voidaan tuottaa Parempaan istukaslaatuun pyritään mm. monipuolistamalla kasvatusympäristöä muokkaamalla rehun koostumusta ja rajoittamalla ruokintaa tiettyinä ajanjaksoina: dieettikasvatus vähentämällä emokalojen laitostumisen astetta totuttamalla istukkaat petoihin Tutkimukset toteutetaan kokeellisina töinä Paltamon aseman luontoa jäljittelevissä koeolosuhteissa sekä istutuskokeilla luonnon vesissä KFTC - Kainuu Fitness & Training Center

24 VILLIT EMOT Tutkimme laitostumisen ja kasvatusmenetelmän vaikutuksia yhtä aikaa! Sama populaatio LAITOS EMOT VILLI VIRIKE LAITOS STANDARDI VILLI STANDARDI LAITOS VIRIKE 24

25 Standardiallas Virikeallas Mäti vk-poikaset Startti 1v 1v 2v istutus

26 Virikepoikaset suurempia ennen ruokintaa Sp-mäti vk-poikanen ( ) Virike Standardi Hyvärinen, P., Korhonen, P., Hirvonen, H. ja Leinonen, A Virikepoikanen pärjää paremmin. Istukastuotannon luonnonmukaiset menetelmät vähentävät kasvatusaikaista kuolevuutta. Kalankasvattaja Fiskodlaren 5/2010. s

27 Virikealtaissa pienempi kuolleisuus 1 kasvukauden aikana: Virike Standardi Virikekasvatus kustannustehokkaampaa Geneettiset vaikutukset: Kuolleisuus suurempaa pitkään laitosviljelyssä olevilla kannoilla Hyvärinen, P., Korhonen, P., Hirvonen, H. ja Leinonen, A Virikepoikanen pärjää paremmin. Istukastuotannon Luonnonmukaiset menetelmät vähentävät kasvatusaikaista kuolevuutta. Kalankasvattaja Fiskodlaren 5/2010. s

28 Kasvatusympäristön ja emokalojen alkuperän vaikutus valkopilkun(ichthyophthiriusmultifiliis) esiintymiseen Torniojoen lohen 2-kesäisillä poikasilla Mariella Aalto, Helsingin Yliopisto Perttu Koski ja Pasi Anttila, EVIRA Pekka Hyvärinen, Jouko Moilanen ja Aarne Toivonen, RKTL Standardi Virike Aineisto: A) Loisnäytteet B ) Kuolleet Tulokset: A) -Villien emojen poikasilla vähemmän loisia (P=0.002) - Virikealtaissa vähemmän loisia (P=0.019) B) -Kuolleisuudessa ei merkitseviä eroja (P>0.05), formaliinikylvetys

29 Kasvatusympäristön ja emotaustan vaikutus 1 v Kitkan järvitaimenen ominaisuuksiin Virikekasvatus: A) pienensi kuolleisuutta kasvatus x emotausta, P=0.005 B) vähensi loisittujen osuutta kasvatus P< C) paremmat evät kasvatus P=0.005, emotausta P=0.064 D) nopeampia uimareita kasvatus P<0.001 Hyvärinen, Hirvonen, Leinonen, Toivonen, Korhonen, Ylivinkka, Rodewald and Leinonen Effects of rearing environment and domestication selection on survival, parasitism, fin erosion and swimming performance of brown trout reared for restocking. Manuscript.

30 Jussi Koskinen Helsingin yliopisto

31 Istutuskoe: Emojen alkuperän vaikutus kuinka nopeasti istukkaat oppivat hyödyntämään luonnon ravintoa? VILLIEN EMOJEN POIKASET ALOITTIVAT RUOKAILUN AIKAISEMMIN Aikuiset hyönteiset Laitosemot Villit emot 31 Rodewald, P., Hyvärinen, P. and Hirvonen, H Wild origin and enriched environment promote foraging rate and learning to forage on natural prey of captive reared Atlantic salmon parr. Ecology of Freshwater Fish

32 Istutuskoe: Kasvatusmenetelmän vaikutus kyky hyödyntää luonnon ravintoa VIRIKEKASVA TETUT SÖIVÄT ENEMMÄN HYÖNTEISTEN TOUKKIA Hyönteisten toukat Virike Standardi 32 Rodewald, P., Hyvärinen, P. and Hirvonen, H Wild origin and enriched environment promote foraging rate and learning to forage on natural prey of captive reared Atlantic salmon parr. Ecology of Freshwater Fish

33 Istutuskoe: Selviytyminen mateiden saalistukselta 1-v Tornionjoen lohet : kasvatusmenetelmä ja petoihin totuttaminen Pekka Hyvärinen, Pekka Korhonen ja Tapio Laaksonen Petoihin totuttaminen: lohet ja mateet 9 vrk samassa altaassa lohilla mahd. paeta verkkoesteen taakse mateita ruokittiin kuolleilla lohilla Burbot (Lota lota) Istutuskoe: Lohien istutuspaikan ja mateiden välissä verkko, josta mateet eivät päässeet läpi koe päättyi 18 h kuluttua istutuksesta Madealue Vapautusalue

34 Istutuskoe: Selviytyminen mateiden saalistukselta 1-v Tornionjoen lohet : kasvatusmenetelmä ja petoihin totuttaminen Pekka Hyvärinen, Pekka Korhonen ja Tapio Laaksonen Tulos: mateet söivät eniten standardikasvatettuja lohia, joilla ei ollut aiempaa kokemusta pedoista.

35 ToEat or not toeat andwhat andwhere Does enriched rearing promote foraging under predation? PresenterPetraRodewald

36 PresenterPetraRodewald

37 Backg round Complex rearing environment improves Learning and memory (e.g. Salvanes et al. 2005) Foraging abilities (e.g. Moberg et al. 2011, Rodewald et al. 2011) Reduces maladaptive risk-taking behaviour (Roberts et al. 2011)

38 Methods ENRICHED STANDARD PresenterPetraRodewald

39 Behaviour in the wild Trade-off between foraging and predator Fish has to eat to increase fitness Feeding activity increases the risk of avoidance self being eaten PresenterPetraRodewald

40 How to avoid being eaten? 1.Avoiding predator areas 2. Decrease overall foraging 3. Avoidance of risky prey 4. Selection of larger prey items

41 Methods PIT-tagged 1+ parr from wild caught River Tornionjoki parents Burbot (Lota lota) Predator streams x 8 Control streams x 8 Burbot area 24 hour 4 times Release area Predator 16 x 3 standard fish 16 x 3 enriched fish Control 16 x 3 standard fish 16 x 3 enriched fish

42 Methods 1. PIT-tag data: Time spent in burbot area = Predator avoidance Burbot area Release area 2. Stomach contents a) Total wet weight/number of prey = Foraging efficiency b) Wet weight/number of each prey type = Prey choice PresenterPetraRodewald

43 Question 1 1. Do fish avoid the predator area? 2. Does enriched rearing improve predator avoidance? Burbot area Release area

44 P < Salmon recognized the predation risk! But no rearing effect!

45 Question 2 1. Do fish decrease food intake under risk? 2. Does rearing effect this trade-off? Control Risk

46 (mg) Enriched burbot decreased feeding!

47 Most important prey types by weight and number (~70% ) Mysid Insect larvae Insect pupa Asellus aquaticus Mysis Insect pupa/larvae Asellus aquaticus Drift Drift/Bottom Bottom PresenterPetraRodewald

48 Enriched Burbot Standard Burbot Enriched Control Question 3 Standard Control

49 Results Increased Asellus intake under risk!

50 Results Decreased Larval intake under risk???

51 Results Enriched rearing select for larger Larvae!

52 Results Enriched rearing decreased Pupa intake

53 Results Enriched rearing decreased Mysid intake!

54 Summary Enriched fish lower risk taking behaviour under predation! (mg)

55 Ravinnon määrä ja laatu Oulujoen lohi 1v 2v a)standardikasvatus b) Kevätdieetti c) Talvidieetti d) Kevät + talvidieetti KASVATUSAIKAISIA TULOKSIA: Kevätdieetti vähensi sukukypsien koiraiden osuutta Talvidieetti pienensi istutushetken kuntokerrointa ja rasvapitoisuutta Dieetti heikensi selkäevien kuntoa Dieetti aiheutti pientä lisäkuolleisuutta TULOKSIA HETI ISTUTUKSEN JÄLKEEN: Talvidieetti paransi vaellushalukkuutta Huusko, R Kasvatusravinnon määrän ja laadun vaikutus lohen (Salmo salar L.) vaelluspoikasiin. Pro gradu tutkielma, Biologian laitos, Oulun yliopisto. 60 s. 2 liitettä. TULOKSIA SAALIISTA JA JOKEEN PALAAJISTA: Jokeen palasi 9 kpl, saaliiksi 19 kpl, ei eroja käsittelyjen välillä Vainikka et all Feed restriction prior to release reduces precociousmaturity and improves migration tendency of Atlantic salmon smolts. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. submitted.

56 Pehmeä istutusmenetelmä vähentää istutusstressiä lisää vaellusnopeutta A1 A2 A3 Pehmeä istutus: ML-smolttien annettiin toipua 24 h ennen vapauttamista Radiolähetinseuranta Hauki tärkein saalistaja A4 A) Pehmeästi istutetut stressittömämpiä ja nopeampia kuin normaalisti vapautetut B) Kuolleena löydetyt alkumatkasta hitaampia kuin eloonjääneet C) Pehmeä istutus pienensi kuolleisuutta: 38 % normaali-istukkaista ja 28 % pehmeästi istuteutuista todettiin kuolleen 55 vrk:n aikana istutuksesta Rodewald, P., Hyvärinen, P., Vainikka, A. and Hirvonen, H The fast and the curious: Can soft release methods reduce stress and promote migration of Atlantic salmon smolts? Submitted.

57 Yhteenveto tuloksista: Virikekasvatuksella: parannetaan istukaspoikasten uintikykyä evien kuntoa kykyä välttää petoja kykyä hyödyntää elävää ravintoa loistautien vastustuskykyä vähennetään kasvatusaikaista kuolevuutta pienentää riskikäyttäytymistä pedon läsnä ollessa Virikekasvatus kustannustehokkaampaa Geneettiset vaikutukset Laitostumisastetta vähentämällä: pienennetään 1. v kasvatusaikaista kuolleisuutta vähennetään alttiutta valkopilkkutaudille parannetaan kykyä hyödyntää elävää ravintoa Dieettiruokinnalla: vähennetään sukukypsien koiraiden määrää lisätään lohen vaelluspoikasen vaellushalukkuutta Pehmeällä istutuksella: vähennetään kalojen istutusstressiä lisätään lohen vaelluspoikasen uintinopeutta

58 KIITOS!