Elvemusling - evaluering av en kultiveringsmetode

Abstract

Karlsson, S., Larsen B.M., Balstad, T., Eriksen, L. & Hagen, M. 2016. Elvemusling - evaluering av en kultiveringsmetode. - NINA Rapport 1257. 22 s. Elvemusling (Margaritifera margaritifera) står oppført som en trua art på IUCNs rødliste. Elvemuslingen har vist en sterk tilbakegang i hele Europa. I Norge er den kategorisert som sårbar i Norsk Rødliste. Norge har mer enn to tredeler av antall elvemuslinger i Europa, men flere av våre bestander har også sviktende rekruttering og står i fare for å bli utryddet. Miljødirektoratet etablerte i 2011 et oppdrettsanlegg for elvemusling på Austevoll utenfor Bergen. Målet var å sikre bestander av elvemusling ved å oppformere dem i anlegg og sette ut et større antall avkom i bestander med dårlig eller ingen naturlig rekruttering. Genetisk materiale for oppformering kan sikres ved å samle inn voksne muslinger (normalt 30-50 stammuslinger) som overføres til anlegget der de holdes under kontrollerte forhold og produserer muslinglarver for infeksjon av fisk. Avkommet som produseres dyrkes videre til små muslinger som senere tilbakeføres til naturen. For å evaluere denne kultiveringsstrategien (bruk av stammusling) har vi benyttet molekylærgenetiske metoder for å identifisere foreldre til avkommet produsert i anlegget, og estimert relativt bidrag fra hver stammusling og effektivt antall stammuslinger. Videre undersøkte vi hvorvidt den genetiske variasjonen representert i stammuslingene ble videreført til avkommet ved å sammenlikne genetisk variasjon i form av antall alleler og forventet heterozygositet mellom stammuslinger og avkom. Vi undersøkte 179 avkom fra 33 potensielle stammusling-foreldre. Det ble identifisert 28 forskjellige stammusling-foreldre med et varierende antall avkom, fra 1 til 124. Én av stammuslingene bidro med om lag en tredel av de anleggsproduserte individene, tre stammuslinger bidro med mellom 5 % og 10 %, 15 med mellom 1 % og 5 % og 14 med mindre enn 1 %. Utfra relativt bidrag og kjønnsfordeling ble effektivt antall stammusling beregnet til 5,42. Avkommet viste en signifikant lavere genetisk variasjon enn stammuslingene i form av antall alleler og en nesten signifikant lavere genetisk variasjon i form av forventet heterozygositet. Resultatet fra analysene viste at en stor andel av stammuslingene bidro til produksjon av muslinger i anlegget, men på grunn av skjev kjønnsfordeling (26:7) og et meget ujevnt bidrag fra hver stammusling ble effektivt antall stammuslinger lavt (Ne/N = 0,15). Et så lavt effektivt antall foreldre i utsettingsmaterialet utgjør en potensiell risiko for økt innavl i populasjonen og redusert effektiv bestandsstørrelse i naturen. Dette avhenger imidlertid av hvor stor andel utsettingsmaterialet vil utgjøre av den naturlig reproduserende bestanden når de når reproduktiv alder. Det finnes ikke kunnskap om hvor stor overlevelsen til de små muslingene som settes ut er frem til reproduktiv alder. Det er derfor ikke mulig å forutsi om kultivering ved bruk av stammuslinger vil oppnå den ønskede effekten om å bygge opp igjen en truet bestand og samtidig ta vare på den genetiske variasjonen. Med bakgrunn i dette foreslår vi derfor en kultiveringsstrategi der man i størst mulig grad kontrollerer bidraget fra hver enkelt stammusling slik at dette blir så likt som mulig, og at man setter ut et moderat antall muslinger fordelt på flere årsklasser produsert over et lengre tidsperspektiv. I mangel av erfaringsbasert kunnskap er dette en bedre strategi enn å sette ut et stort antall muslinger basert på bare én produksjon (årsklasse). Denne studien har kun analysert én av kultiveringsstrategiene som er benyttet på kultiveringsanlegget på Austevoll og er basert på bare én bestand og ett produksjonsår. Vi kan derfor ikke si noe om effekten av variasjon mellom år i denne bestanden, eller om vi ville fått samme resultat i andre bestander. For å vurdere hvilken strategi som er mest hensiktsmessig bør også tilsvarende analyser gjøres for alternative strategier. Dette kan for eksempel være å samle inn naturlig infisert fisk og dyrke avkom fra disse videre i anlegg, å infisere fisk under kontrollerte forhold i felt ved å holde musling og fisk i lukkede enheter, eller å høste muslinglarver i felt som senere infiserer fisk direkte i anlegget.

Karlsson, S., Larsen B.M., Balstad, T., Eriksen, L. & Hagen, M. 2016. Freshwater pearl mussel – evaluation of a stocking method. - NINA Report 1257. 22 pp. Freshwater pearl mussel (Margaritifera margaritifera) is listed as an endangered species by IUCN. Throughout Europe, the freshwater pearl mussel is extinct or is at the brink of extinction in many watersheds. Norway holds more than two-thirds of all individuals of freshwater pearl mussels in Europe, but many of the Norwegian populations are also at risk of extinction from low or no natural reproduction. The species is listed as vulnerable on the Norwegian red list. In 2011 a hatchery program for freshwater pearl mussel was established by the Norwegian Environment Agency at Austevoll outside of Bergen. The goal was to prevent threatened populations from going extinct by hatchery production and release of freshwater pearl mussel juveniles into local populations. One way of collecting genetic material from nature for production in hatchery is to collect a number of brood-mussels (normally 30-50 specimens), let them spawn and infect fish naturally in the hatchery, and breed juvenile mussels until release. The goal of this project was to evaluate this method genetically. We used molecular genetic markers for parentage assignment of hatchery-produced mussels from 33 potential brood-mussels. From variance in reproductive success and sex ratio we estimated the effective number of brood-mussel. Genetic variation in terms of number of alleles and expected heterozygosity was compared between brood-mussels and their offspring. We analysed 179 offspring from 33 potential brood-mussels. We identified contribution from 28 different brood-mussels with number of offspring varying between 1 and 124. One brood-mussel contributed with about one-third of all offspring produced, each of three brood-mussels between 5% and 10%, each of 15 brood-mussels between 1% and 5%, and 14 brood-mussels contributed with less than 1% of the offspring. From the observed variance in reproductive success and the sex ratio, the effective number of brood-mussel was estimated at 5.42. The offspring had significantly lower genetic variation than the brood-mussels, measured as number of alleles and an almost significant (P = 0.055) lower genetic variation measured as expected heterozygosity. A large proportion of the brood-mussels contributed to the production but because of very large variations in reproductive success and skewed sex ratio (26:7) the effective number of brood-mussel was low compared to the actual number (Ne/N = 0.15). Based on these observations there is a potential risk for an increase in the rate of inbreeding and loss of genetic variation, should these contribute in reproduction after release into the natural population. There is no knowledge of the survival of hatchery produced and released freshwater pearl mussel until age of reproduction. At this stage, it is therefore not possible to predict if the stocking of mussels will lead to a restoration of threatened populations both in terms of population size and in terms of genetic variation. We suggest a precautionary approach whereby the contribution from each brood-mussel is controlled to maximize the effective number of brood-mussel, and that a moderate number of hatchery-produced mussels are being released from many production years. Here we have analysed only one method of hatchery production of freshwater pearl mussel, exemplified by one population and one year of production. There is likely variation between years of production and between populations, none of which are explored here. Because effective number of breeders and sex ratio are likely to vary, results presented in the present study are not generic, but suggest a need to improve the ratio of effective number to the actual number of breeders among brood-mussels. Other methods remain to be explored in a similar way to find the most appropriate one for future stocking of freshwater pearl mussel.