Fiskebiologi

Fisks og andre marine organismers livshistorie omfatter ofte en række forskellige udviklingsstadier fra æg og larver til juvenile og voksne. Disse stadier stiller forskellige krav til forholdene i omgivelserne. DTU Aqua undersøger individuelle karakteristika gennem hele en arts livscyklus, variation mellem individer eller grupper, årsager og virkninger af en sådan variation samt interaktion med andre organismer og det omgivende miljø.

Vi tager udgangspunkt i målinger på det individuelle plan med henblik på at identificere og kvantificere biologiske parametre og processer, der påvirker udviklingsrater, overlevelse og reproduktiv succes og derved populationers størrelse og udbredelse, modstandsdygtighed over for udnyttelse og miljømæssige ændringer samt biodiversitet i økosystemer. Tilsvarende kræver etablering af effektivt opdræt af nye arter i akvakultur også indsigt i deres fysiologiske behov og tolerancegrænser.  

Hovedtemaer inden for forskning i fiskebiologi

DTU Aquas forskning i fiskebiologi fokuserer på tværfaglige studier, der integrerer information om livshistorie og fysiologiske processer. Det omfatter feltstudier og eksperimentelle undersøgelser af biologiske egenskaber på individniveau samt mekanismer og processer, der påvirker organismers reaktion på interne og eksterne ”drivers”.

I vores analyser bruger vi moderne teknologi til at opnå ny viden om arters basale biologi og populationsdynamik. Det omfatter molekylære teknikker, histologi og stereologi, højtopløselige digitale videooptagelser og billedanalyser samt ny teknologi til fysiologiske undersøgelser af levende dyr.

Vi studerer en række forskellige fisk med torsk, sild, brisling, ål og sortmundet kutling som modelarter, som tilsammen repræsenterer de forskellige livshistoriestrategier og økologiske nicher. Vores fokus er på udviklingsmæssige karakteristika og morfologi, ernæringsmæssig og reproduktiv fysiologi, stofskifte og bioenergetik, biokemi og molekylære mekanismer samt adfærd.

Forskningen i fiskebiologi omfatter tre hovedtemaer:

• Økofysiologi
  Vi identificerer fysiologiske krav, tolerancer og præferencer, som er vigtige for individets udvikling, adfærd og overlevelse. Modelarter: Torsk og sortmundet kutling.
  
  
• Vækst og reproduktion
  Vi studerer samspillet mellem ernæring, vækst, reproduktion og miljømæssige faktorer, herunder ressourceallokering , kønsmodning og udviklingsmønstre, hormonelle mekanismer samt æg- og sædkvalitet. Modelarter: Torsk, ål, sild og brisling.
  
  
• Tidlig livshistorie
  Vi fokuserer på overlevelse, udvikling og adfærd i de tidlige livsstadier i relation til artsspecifikke biologiske og fysiske krav samt samspil med miljøet. Modelarter: Torsk og ål.

Disse tre temaer i kombination kæder viden om grundlæggende krav og fysiologiske processer sammen til beskrivelse af fisks velfærd, vækst, reproduktion og udvikling i tidlige livsstadier. Vores modelarter anvendes i studier af funktionelle egenskaber, livshistorietræk, og øko-fysiologiske processer og omfatter kommercielle arter, centrale arter i økosystemerne samt invasive arter.

Hvorfor forsker vi i fiskebiologi?

Manglende biologisk viden hæmmer ofte fremskridt i forvaltningen af fiskebestande og marine økosystemer, herunder udvikling af bevaringsforanstaltninger til beskyttelse af marine og kystnære levesteder. På samme måde kan begrænsninger i viden om artens fysiologi og krav i forskellige livsstadier hæmme udvikling inden for akvakultur.

Vores forskning i fisks biologi genererer ny indsigt i biologiske træk og øko-fysiologiske processer, der er vigtige for individets og artens funktionalitet og økologi. Vi bruger resultaterne til at udfylde huller i forståelsen af forholdet mellem livshistorietræk og miljømæssige påvirkninger, der har indflydelse på individets fysiologi og udvikling.

Vi bruger vores modelarter til at opnå viden om generelle mekanismer og processer samt deres indflydelse på livshistorie og funktionelle egenskaber samt vitale rater  på populationsniveau, fx vækst, reproduktion og dødelighed. Måling af vitale rater og studier af faktorer, der påvirker dem, hjælper til at identificere mekanismer og årsager til populationsændringer samt arters krav i relation til akvakulturudvikling.

Hvad bliver forskningen brugt til?

Vores forskning skaber ny indsigt i arters og bestandes udvikling under miljømæssige og menneskeskabte påvirkninger af marine og kystnære økosystemer. Disse resultater kan bruges i populations- og økosystemmodeller, fx til bestandsvurdering og -forvaltning, forudsigelse af effekter af miljømæssige ændringer eller udvikling inden for akvakultur og fiskeriteknologi.

Forskningsresultater vedrørende biologiske parametre og processer bruges til at udvikle individbaserede modeller og i udstrakt grad i modellering på populations- og økosystemniveau. Vital rater, fx alder ved kønsmodning, vækstdata og dødelighed, indgår i bestandsvurderingsmodeller, mens grundforskning underbygger vores forståelse af mekanismer og processer i tilfælde, hvor disse modeller er utilstrækkelige, fx ved ændringer i biodiversitet og fordeling af invasive arter.

Et særligt interesseområde omfatter forskning og teknologisk udvikling i innovationsprojekter relateret til akvakulturudvikling og fiskeri. Vi fokuserer her på etablering af akvakulturteknologi til nye eller vanskelige arter i akvakultur, hvilket fx omfatter hormonelt induceret modning og identifikation af tidlige livsstadiers krav til omgivelserne i kultur. Vi inddrager viden fra naturen og i kultur og anvender kontrollerede eksperimenter og moderne teknologi i problemløsningen.

Vores undersøgelse indgår ofte i tværfaglige internationale eller nationale forskningsprojekter, som integrerer viden om arter, populationer og ”drivers” af økosystemændringer eller anvendes i akvakultur- og fiskerirelaterede innovationsprojekter og dermed bidrager til at løse samfundsmæssige udfordringer.