Thiamine deficiency and seabirds in Norway. A pilot study

Abstract

Moe, B., Hanssen, S. A., Ytrehus, B., Balk, L., Chastel, O., Christensen-Dalsgaard, S., Gustavsson, H. & Langset, M. 2020.Thiamine deficiency and seabirds in Norway. A pilot study. NINA Report 1720. Norwegian Institute for Nature Research. Thiamine (vitamin B1) is vital for life-sustaining enzymes in cells. Previous studies have reported episodes of thiamine deficiency in marine ecosystems, and suggested that this have contributed to population declines of seabirds breeding in the Baltic Sea and elsewhere. Many Norwegian seabird populations have shown a strong decline in population size, but thiamine status has never been assessed. The objective of this pilot study was, thus, to document thiamin levels in selected species and their associated food webs, and explore methodological issues relevant for future studies or monitoring. The methodological tests showed that storage freezing temperature did not affect thiamine levels in egg yolk samples, and that thiamine levels in eggs could not be corrected for incubation time. Furthermore, the quantified thiamine levels differed between two laboratories, and we developed a predictive equation to convert thiamine levels in egg yolk samples between the laboratories. This pilot study has, for the first time, investigated thiamine levels in seabird eggs from selected species and populations in Norway mainland and Svalbard, and in their food webs. We revealed variation among species, populations and prey types. The lowest levels were found in eggs from common eiders and in blue mussel which is their prey. Eggs from herring gulls had also relatively low levels. The levels for common eiders and herring gulls were higher than previously reported from the Baltic Sea. Nevertheless, the levels from common eiders, herring gulls and blue mussels should be classified as thiamine deficient according to effect-ranges reported in these previous studies. The highest levels were found in eggs from kittiwakes and Atlantic puffins. The diet samples from kittiwakes and Atlantic puffins had higher thiamine levels compared to blue mussels. This is the first time thiamine levels are reported for kittiwakes and Atlantic puffins. This pilot-study cannot answer whether Norwegian seabird population sizes are affected by thiamine levels, but we cannot rule out that thiamine can be a limiting factor for some Norwegian seabird populations. This report identifies knowledge gaps and provides recommendations for future studies and monitoring. We suggest more sampling of levels to better understand variation among years, areas, species and populations, and also clinical examinations and surveys. Studies investigating potential effects on reproduction and survival is ultimately need to better understand potential effects on population dynamics.

Moe, B., Hanssen, S. A., Ytrehus, B., Balk, L., Chastel, O., Christensen-Dalsgaard, S., Gustavsson, H. & Langset, M. 2020. Tiaminmangel og sjøfugl i Norge. En pilotstudie. NINA Rapport 1720. Norsk institutt for naturforskning. Timanin (vitamin B1) er vitalt for livsopprettholdende enzymer i celler. Tidligere studier har rapportert at det kan forekomme episoder med tiaminmangel i marine økosystemer, og foreslått at det har bidratt til bestandsnedgang hos sjøfugler som hekker i Østersjøen og andre steder. Mange norske sjøfuglbestander har vist kraftig tilbakegang, men tiaminstatus har ikke blitt undersøkt. Målsettingen med denne pilotstudien var derfor å dokumentere tiaminnivåer i utvalgte arter og deres næringskjede, og teste metodiske forhold relevant for framtidige studier og overvåkning. Metodetestene viste at frysetemperatur ikke påvirket tiaminnivåene i eggeplomme, og at tiaminnivåene i eggeplomme ikke kunne korrigeres for rugetid. Vi fant også at tiaminnivå ble kvantifisert ulikt av to laboratorier, og vi utviklet en ligning for å omregne tiaminnivå i eggeplomme mellom laboratoriene. Denne pilotstudien har for første gang undersøkt tiaminnivå i sjøfuglegg fra utvalgte arter og bestander på fastlandet i Norge og Svalbard, samt i deres næringskjeder. Vi fant variasjon mellom arter, bestander og næringsemner. De laveste nivåene var i ærfuglegg og blåskjell som er føde til ærfugl. Det var også relativt lave nivåer i egg fra gråmåke. Nivåene som ble funnet i ærfugl og gråmåke var høyere enn det som tidligere er rapportert fra Østersjøen. Likevel, både nivåene i egg fra ærfugl og gråmåke, samt nivåene i blåskjell, skal karakteriseres som tiaminmangel i henhold til effektnivåer funnet i tidligere studier fra Østersjøen. Egg fra krykkje og lunde hadde de høyeste tiaminnivåene i denne studien. Næringsemnene til disse hadde også høyere tiaminnivåer enn blåskjell. Dette er første gang tiaminnivåer er målt i krykkje og lunde. Denne pilotstudien kan ikke svare på om størrelsen til norske sjøfuglbestander er påvirket av tiaminnivåer, men vi kan ikke utelukke at tiamin kan være en begrensende faktor for noen norske sjøfuglbestander. Denne rapporten identifiserer kunnskapshull og gir anbefalinger for nye studier og overvåkning. Vi foreslår mer innsamling og måling av tiaminnivåer for å bedre forstå variasjon mellom år, områder, arter og bestander, og også kliniske undersøkelser og kartlegging. Studier som undersøker effekter på reproduksjon og overlevelse behøves for å bedre forstå den potensielle effekten på bestandsutvikling.