Silakan lisääntymisbiologinen tutkimus Turun yliopistossa

Saaristomeren sisäosissa sijaitseville kutupaikoille touko-heinäkuussa saapuvien aikuisten silakoiden ominaisuuksia on seurattu vuodesta 1984 lähtien.

Rysänäytteet on otettu vuosittain (vv. 1984-2018) ammattikalastajien rysäsaalista, joko suoraan rysästä ennen sen tyhjentämistä tai siinä vaiheessa kun saalis on nostettu kalstusalukseen. Lajittelemattomasta kalamassasta otettu 5-10 kg painoinen otos tutkitaan  tuoreena, jos mahdollista, mutta useimmiten se käytännön syistä pakastetaan ja tutkitaan myöhemmin. Ammattimaisen rysäkalastuksen loputtua Airistolla vuonna 2018 on näytteet sittemmin otettu kahden tutkimusrysän avulla.

Kalojen käsittelyn yhteydessä näytteistä tutkitaan kokonaispituus (cm), kokonaispaino (g), sukupuoli, sukurauhasten kehitysvaihe (Kestevenin asteikko 1-8) ja paino (g) sekä otoliiteista määritetään ikä. Vuodesta 2014 alkaen kalojen gonadeista on määritetty lisäksi myös rakenteelliset poikkeamat ja niiden tyyppi sekä mahdollisten loisien määrä.

Kaloja pyritään käsittelemään kutukauden aikana noin tuhat yksilöä. Seurannan historian aikana silakoita on käsitelty  ja liitetty aineistoon noin 42 000 kappaletta.

Rysänäytteiden lisäksi tutkimusaineisto pitää sisällään muita erillisten projektien yhteydessä kerättyjä aineistoja, mm. Saaristomeren ja Selkämeren alueelta kerättyjä troolinäytteitä sekä näytteitä Itämeren etelä- ja pohjoisalueilta. Tutkimuksessa hyödynnetään myös Saaristomeren ja Selkämeren alueilla kerättäviä vedenlaatu- ja planktonseuranta-aineistoja.

Kutukaudella kerättävien rysänäytteiden käsittelyn yhteydessä kutevista naaraista otetaan lisäksi 15-30 yksilön otoksia, jotka säilötään yksilöidysti pakastimessa sijaitsevaan kudospankkiin. Säilötyistä naaraista on myöhemmin tehty mm. kuiva-aine-, rasvapitoisuus- ja hormonimäärityksiä.

Vanhimmat pakastimessa (-20 C) kalanäytteet ovat vuodelta 1990. Vanhimmat kuuloluunäytteet ovat 1980-luvun alkupuolelta.

Toimimme yhteistyökumppanina 2-vuotisessa (2023-24) Luonnonvarakeskuksen hankkeessa, jonka tavoitteena on selvittää ja todentaa pyyntikokoisen silakan laihtumiseen ja kasvun pysähtymiseen johtaneita syitä tarkastelemalla silakka-aineiston muuttujien (mm. kunto, kasvu, kutubiomassa, rekrytointi)
yhteyksiä muutoksiin ravintoverkossa ja silakan ravinnossa.

Silakan ravintoa tarkastellaan Selkämeren eri alueilta ja vertailuaineistona myös Itämeren pääaltaan pohjoisosasta otetuista näytesilakoista. Näytesilakoita kerätään maha-analyyseihin myös eri vuodenaikoina, koska näin päästään seuraamaan plankton- ja pohjaeläinyhteisön vuodenaikaisten vaihtelujen vaikutuksia silakan ravintoon. Isotooppitutkimuksilla tarkastellaan eri ravintoeläinten merkitystä silakan kokovuotisessa ravintovaliossa.

Hankkeen tutkijat ja yhteyshenkilöt yliopistossa: Katja Mäkinen, Marjut Rajasilta, Johannes Sahlsten, Aarne Lauerma

Jodi on tärkeä hivenaine useille lajeille, joiden kasvuun, lisääntymiseen ja moniin muihin ominaisuuksiin se vaikuttaa joko suoraan tai säätelemällä kilpirauhashormoneiden (tyroksiinin T4 ja sen aktiivimuodon trijodityrosiinin T3) tuotantoa.

Kilpirauhashormoneilla on puolestaan tärkeä tehtävä mm. normaalin kasvun, kehityksen ja aineenvaihdunnan säätelyssä ja niiden puute voi johtaa mm. kasvun hidastumiseen. Jodipitoisuuksien vaihtelu ja merkitys Itämeren ekosysteemissä tunnetaan kuitenkin huonosti.

Tutkimuksen tavoitteena on kartoittaa jodimäärien vaihtelua Itämeren ympäristössä ja lajistossa sekä tutkia miten esimerkiksi ilmastonmuutoksen aiheuttama meriveden makeutuminen on vaikuttanut jodin saatavuuteen. Jodin vaihtelua tutkitaan mm. mereltä kerättävien näytteiden ja kokeellisten tutkimusten avulla sekä Turun yliopiston pitkäaikaisia havaintoaineistoja ja näytearkistoja hyödyntäen.

Hankkeessa tutkitaan myös jodin merkitystä silakan kilpirauhastoiminnan kautta sekä sitä miten kilpirauhashormonitasoissa tapahtuvat vaihtelut ovat yhteydessä silakan  lisääntymisessä havaittuihin muutoksiin.

Tutkimus toteutetaan läheisessä yhteistyössä Ruuskanen Group (Suvi Ruuskanen, JY) ja AnttilaLab (Katja Anttila, TY)- ryhmien kanssa. Hankkeessa tehdään yhteistyötä myös  Ruokaviraston, Prof. Karin Limburgin (SUNY-ESF, New York), tutkija Patrick Polteen (Johann Heinrich von Thünen Instituutti, Rostock, Saksa) sekä Turun yliopiston geologian osaston ja teollisuusfysiikan laboratorion tutkijoiden kanssa. Hankkeessa tehdään myös yhteistyötä Pyhäjärvi-instituutin kanssa (Teija Kirkkala ja työryhmä), joka tutkii mm. jodin kulkeutumista Selkämeren ympäristössä Satakunnan rahaston (Suomen kulttuurirahasto) keväällä 2021 rahoittamassa kärkihankkeessa.

Hanketta on tukenut Sakari Alhopuron Säätiö (2020-23, PI & postdoc-tutkija Katja Mäkinen) ja Turun yliopistosäätiö (2020, K.Mäkinen).

Hankkeen tutkijat ja yhteyshenkilöt: Katja Mäkinen, Marjut Rajasilta

Turun sataman ruoppausmassaläjityksien vesistö- ja kalatalousvaikutuksia seuraavat velvoitetarkkailuraportit ja Turun yliopiston silakkaprojektin tekemät tutkimukset viittaavat siihen, että silakan poikastuotanto on voimakkaasti heikentynyt Airistolla viimeisten noin 30 vuoden aikana.

Velvoitetarkkailuraporteissa on myös noin 25 vuoden ajan raportoitu, että silakan mädistä arviolta noin 97-99% prosenttia huuhtoutuu kutualustalta pois ennen mädin kehittymistä kuoriutumisvalmiiksi (mm. Vahteri & Savoila, 2018). Ilmiö liitetään rehevöitymiseen, mutta velvoiteseurannoissa ilmoitettuja havaintoja lukuun ottamatta huuhtoutumis-ilmiön laajuutta ja siihen vaikuttavia tekijöitä ei ole juuri tutkittu.

Turun edustan merialueen pintavesien tila on tyydyttävä. Silakan kutupaikoilla veden laatuun ja ympäristön tilaan vaikuttavat mm. ravinnekuormitus, laivaliikenne ja ruoppausjätteiden läjitykset mereen. Fosforin ja typen lisääntyminen vesistössä aiheuttavat mm. vesien samentumista, leväkukintojen lisääntymistä ja pohja-alueiden happikatoa. Myös pintavesi on merkittävästi lämmennyt 1990-luvusta lähtien. Rehevöitymisestä johtuva samentuminen sekä meriveden lämpeneminen ovat muuttaneet kutupohjien kasvillisuutta siten, että silakka kutee nykyisin lähempänä vesirajaa (0-3 m), jolloin myös aallokko ja virtaukset voivat helpommin vaikuttaa mädin huuhtoutumiseen.

Vuonna 2024 alkavassa pilottitutkimuksessa selvitetään mitkä ympäristötekijät vaikuttavat silakan kudun heikkenemiseen sisäsaaristossa. Ilmiötä tutkitaan kenttä- ja kokeellisin akvaariotutkimuksin. Ilmiöön liittyvästä raportti- ja tutkimuskirjallisuudesta tehdään osana hanketta myös yhteenveto.

Yhteyshenkilö: Katja Mäkinen

Hankkeeseen liittyvää Pro-gradututkielmaa on tukenut Suomen Luonnonsuojelun säätiön Itämerirahasto (henkilökohtainen apuraha LuK Saara Miinalalle).

Väitöskirjatyön tavoitteina on (1) kehittää menetelmiä, joiden avulla Itämeren silakkapopulaatiot voitaisiin nykyistä luotettavammin erottaa toisistaan vaihtelevissa ympäristöoloissa ja (2) selvittää
erityisesti kilpirauhashormonin vaikutus silakan vaelluskäyttäytymiseen ja kotipaikkauskollisuuteen.Väitöskirjatutkimus pyrkii myös mahdollistamaan entistä tehokkaamman avomeren syönnösalueilla ja sisäsaariston kutupaikoilla tapahtuneiden tutkimuksien yhdistämisen. Nykyisellään on lähes mahdotonta tietää missä avomereltä pyydetty silakka on kotoisin, koska eri populaatiot sekoittuvat siellä ja mahdollisesti vaeltavat eri syönnösalueiden välillä. Samoin on vaikea tietää varmasti, missä kutupaikoilta pyydetyt silakat ovat viettäneet talven.

Parempi ymmärrys silakoiden vaelluksista on tärkeää, koska kutupaikkojen ympäristöolot vaikuttavat suoraan lisääntymismenestykseen. Väitöskirjan tuloksia voidaan hyödyntää myös uusien mertensuojelualuiden perustamisessa, sillä kalojen kutupaikkojen säilyttäminen on tärkeää.

Väitöskirjatutkija: Johannes Sahlsten, FM, Turun yliopisto

Ohjaajat: Marjut Rajasilta (UTU), Katja Mäkinen (UTU), Jari Raitaniemi (Luonnonvarakeskus)

Tutkimusta on tukenut Olvi-säätiö (henkilökohtainen työskentelyapuraha Johannes Sahlstenille) sekä Turun yliopistosäätiö (Matka-apuraha Katja Mäkiselle)

Tutkimuksen tarkoituksena on tuottaa tietoja Saaristomereltä pyydetyn silakan rasvapitoisuudesta, rasvojen laadusta ja muista kalan ominaisuuksista, joilla on merkitystä sekä kuluttajille että silakkaa jalostaville yrityksille ja niistä hyötyvät silakkaa kalastavat ja alostavat yritykset sekä kalastajat ja alkutuottajat. Koska osa näiden käyttämästä raaka-aineesta on peräisin Saaristomeren alueelta, tutkimuksessa selvitetään Saaristomereltä pyydetyn silakan laatuominaisuuksia eri vuodenaikoina (kutuaika vs. syönnös-/talvikausi) ja eri alueilla (tärkeimmät pyyntialueet).

Tutkimuksen tuloksista voivat hyötyä kaikki Saaristomeren silakkaa kalastavat ja jalostavat yritykset, mutta myös sellaiset saariston ammattikalastajat ja alkutuottajat, jotka itse valmistavat silakasta erilaisia tuotteita suoramyyntiin.

Tuotteiden laadusta tiedottamalla voidaan parantaa kuluttajien tietämystä erityisesti Saaristomeren alueelta pyydetyn pienikokoisen silakan terveysvaikutuksista. Tutkimustulokset voivat lisätä myös arvostusta lisääntymisvaiheisen kalan käyttöön elintarvikkeiden jalostuksessa, mikä parantaisi keväisen rysäkalastuksen kannattavuutta Saaristomerellä.

Hanke alkoi vuonna 2020 ja se toteutetaan yhteistyössä Turun yliopiston bioteknologian laitoksen (Elintarvikekemia ja -kehitys, Dos. Jukka-Pekka Suomela) kanssa.

Tutkimus on toteutettu Euroopan meri- ja kalatalousrahaston tuella, Saaristomeren kalatalousryhmän
kehyksestä (PI Jari Hänninen).

Hankeraportti:

Rajasilta, M., Hänninen, J., Karpela, T., Mäkinen, K., Ollennu-Chuasam, P., Sahlstén, J. & Suomela, J-P. 2022. Silakan rasvapitoisuuden ja rasvojen laadun ajallinen ja alueellinen vaihtelu Saaristomerellä. Tutkimusraportti Hankeno: 93977. [Temporal and regional variation of the Baltic herring fat content and quality in the Archipelago Sea]. Final research report no 93977]. SEILI Archipelago Research Institute Publications 9. 26 s. + 8 liit. [in Finnish with Swedish and English abstracts]. ISSN 1456-4548. Turun yliopisto. Pdf-julkaisu. 10.13140/RG.2.2.34332.77449/1.

Yhteishenkilöt: Marjut Rajasilta, Katja Mäkinen

Hankkeen tarkoituksena on  varmistaa silakkatutkimuksen pitkäaikaisseurannan jatkuminen ja välittää silakan rysäkalastuksen tekniikkaa ja osaamista ammattikalastajilta Livian ammattioppilaitoksen opiskelijoille.

Hanketta on tukenut Varsinais-Suomen ELY-keskus ja Euroopan meri- ja kalatalousrahasto (EMKR) (PI Jari Hänninen). Hanke toteutetaan yhteistyössä Livian ammattioppilaitoksen kanssa.

Hankkeen julkaisut ja raportit:

• Jari Hänninen et al. (2021): Rysäkalastuksen tekniikka ja ammatillinen tietotaito silakan tutkimuksen käyttöön – pilottitutkimus 2019-2021. Loppuraportti: hankenumero 93977. [Trap net fishing technology and vocational know-how for the use of herring research – pilot study 2019-2020. Final research report no 93977]. SEILI Archipelago Research Institute Publications 8.
• Jari Hänninen & Johannes Sahlsten (2020): Rysäkalastuksen tekniikka ja ammatillinen tietotaito silakan tutkimuksen käyttöön-pilottitutkimus 2019-2020 – väliraportti
  [Hankenumero: 93977].

Yhteyshenkilö: Jari Hänninen, Johannes Sahlsten

Tutkimuksessa kartoitetaan loismatojen (Corynosoma semerme ja C. strumosum) yleisyyttä Saaristomerellä kalastettavassa silakkakannassa sekä selvitetään toimiiko merimetso loisten isäntälajina harmaahylkeen ohella.

Tutkimus toteutetaan yhteistyössä Itä-Suomen yliopiston ympäristö- ja biotieteiden laitoksen molekyyliekologian tutkimusryhmän kanssa.

Hanketta on tukenut Saaristomeren kalatalouden toimintaryhmä (PI Jari Hänninen).

Hankkeen julkaisut ja raportit:

• Johannes Sahlsten & Jari Hänninen (2020): “Silakan loismatojen esiintyminen, isäntälajit ja vaikutus Saaristomeren elinkeinokalatalouteen”. Hankkeen loppuraportti.

Yhteyshenkilö: Jari Hänninen, Johannes Sahlsten