Pohjanlahden siikakantojen geneettinen kantaosuusanalyysi

Siikasaalisanalyysi

Alkamispäivä

01.01.2017

Päättymispäivä

31.12.2020

Tiivistelmä


1) Tausta ja tavoitteet
Siikaa esiintyy koko Suomen merialueella, ja rannikkoalueen siikakannat muodostavat tärkeän kalavaran sekä ammatti- että vapaa-ajankalastukselle. Siikasaalis koostuu pääosin jokivesiin lisääntymään nousevasta vaellussiiasta ja nykyään vähäisemmässä määrin merikutuisesta siiasta. Ammattikalastuksessa merestä saadun siikasaaliin arvo oli vuonna 2013 noin 2,7 miljoonaa euroa ja vapaa-ajankalastuksen saaliin vastaava arvo noin 1,8 miljoonaa euroa vuotta aiemmin. Siikasaaliin arvo on kolmannes rannikkoalueella harjoitettavan ammattikalastuksen saaliin kokonaisarvosta, johon ei ole laskettu mukaan silakka-, kilohaili- ja turskasaalista. Siikakantojen hoito ja siikaan kohdistuvan kalastuksen säätely ovat tärkeitä tulevaisuuden siikakantojen turvaamissa.
Pohjanlahden siikakantojen kestävän hoidon ja hyödyntämisen perusedellytys on, että tunnemme alueen monien eri siikakantojen tilan ja ominaispiirteet, mm. niiden keskeiset lisääntymis-, vaellus- ja kalastusalueet. Useimmissa rannikon joista vaellussiian lisääntymismahdollisuudet ovat ihmistoiminnan myötä merkittävästi heikentyneet. Tärkein syy on ollut jokien patoaminen, mutta myös ruoppauksilla, ojituksilla, rehevöitymisellä ja valuma-aluemuutoksilla on merkittävä vaikutus. Siksi lähes kaikki vaellussiikakannat ovat istutusten varassa, ja myös luontaisesti lisääntyviä kantoja tuetaan istutuksin. Suomen joista vaellussiian luonnontuotanto on suurin Tornionjoessa.
Luontaista lisääntymistä on useimmissa rannikolle laskevissa jokivesissä, tosin osassa vähäisissä määrissä. Jokien ennallistaminen tuo siian luonnontuotannon kannalta merkittäviä mahdollisuuksia. Myös useat pienet, mereen laskevat joet ja purot voivat olla merkittäviä lisääntymisalueita. Vuonna 2016 voimaan tulleen kalastuslain suuntaamana kalakantojen hoidossa tulisi pyrkiä luonnonlisääntymisen edistämiseen ja alueellisesti kohdennettuun kalakantojen hoitoon.
Nykyisissä siian saalis- ja tutkimusnäytteissä eri kantoja edustavia siikoja ei juurikaan pystytä erottamaan. Käytössä olevan erottelumenetelmän, siivilähammasanalyysin, perusteella voidaan erottaa karkeasti omiksi ryhmikseen vain vaeltavat ja merikutuiset siiat, mutta ei näiden erillisiä osakantoja. Eri jokien luontaiset kannat ja istutuskannat tulisi pystyä erottamaan, jotta kalastus osattaisiin kohdentaa kestävästi hyödynnettäviin tai hyödynnettäviksi tarkoitettuihin kantoihin, ottaen huomioon kalan vaellukseen ja pyyntiin liittyvät kriittiset ajankohdat.
Perusvaatimus tälle on, että erotetaan ja tunnetaan merialueellamme olevat siikakannat ja niiden osuus saaliissa, sekä siihen liittyvä mahdollinen vuodenaikaisvaihtelu. Tämän hankkeen tavoitteena on testata ja ottaa käyttöön mikrosatelliitti DNA-analyysiin perustuva uusi erottelutyökalu, jonka avulla eri osista Pohjanlahtea peräisin olevien siikasaaliiden ja siian tutkimusnäytteiden kantakoostumus voidaan arvioida kalavarojen kestävän käytön ja hoidon kannalta riittävällä tarkkuudella. Vastaavaa menetelmä on jo käytössä Itämeren lohen ja osin myös meritaimenen saalisnäytteiden kantaosuusanalyysissä. Siikakantojen varsin suuren samankaltaisuuden vuoksi analyysiin otetaan mukaan myös siikakantojen siivilähammasjakaumat. Nyt käytössä on 16 DNA-mikrosatelliiitti lokusta ja siivilähammasjakauma siikasaalisanalyysiä varten. Siikakantojen vertailuanalyysissä tuotetaan myös tietoa perinnöllisen monimuotoisuuden säilyttämiseksi.
Siikakantojen mikrosatelliitti DNA-analyysiä varten on olemassa valmis 16 geenilokuksen standardi setti, jolla on jo analysoitu muutamia suomalaisia siikakantoja ja myös merialueelta ja erottelukyky on havaittu paremmaksi kuin aiemmassa analyysissä. Aiempi aineisto voidaan käyttää tutkimuksessa mukana. (Lokukset: Bwf_2, C2_157, ClaTet1, ClaTet10, ClaTet13, ClaTet15, ClaTet18, ClaTet3, ClaTet6, COCL_004, COCL_008, COCL_010, COCL_018, COCL_045 COCL_049, COCL_061).
2. Hankkeen vaiheistus
Nyt käynnistettävän hankkeen tavoitteena on tuottaa tuloksia useassa vaiheessa, ja rahoitusta haetaan aluksi vain hankkeen 1. vaiheen toteutukseen.
1)Ensimmäisessä vaiheessa selvitetään suomalaisten Pohjanlahden alueen siikakantojen väliset perinnölliset erot, erilaisuuden aste ja populaatiorakenne, sekä luodaan vertailuaineisto siikasaalisanalyysille siten, että DNA-erojen lisäksi hyödynnetään eroja siikakantojen siivilähammasjakaumissa. DNA-analyysit ostetaan HY:ltä ostopalvelusopimuksella (Jarmo Koskiniemi). Tässä vaiheessa lasketaan myös kaikki monimuotoisuusanalyysit vertailuaineistosta.

2)Toisessa vaiheessa rakennetulla aineistolla testataan sen erottelukyky testisaaliilla. Kantaosuusanalyysit tehdään bayesilaiseen laskentaan perustuvalla BAYES-ohjelmalla, joka voi hyödyntää sekä geneettisiä muuttujia, että luokkamuuttujia, kuten siivilähammasjakaumat (Marja-Liisa Koljonen).

3)Kolmannessa vaiheessa on tarkoitus hyödyntää vertailuaineistoa laajempaan saalisanalyysin, jotta saadaan selville Suomen siikasaaliin jakautuminen, sekä istutettujen, että luonnonvaraisten siikakantojen kesken. Saalisanalyysi tuottaa tulokseksi myös siikayksilöiden yksilöalkuperätiedon, jota voidaan käyttää hyväksi mm. yksittäisten siikakantojen sukukypsyyden ja kasvun tutkimukseen saalisnäytteistä (Irma Kallio-Nybergin osuus tutkimuksesta).

4) Neljännessä vaiheessa lisätään aineistoon Pohjanlahden ruotsinpuoleisen rannikon siikakannat, jolloin päästään tutkimaan siikasaaliita koko Pohjanlahden alueella ja myös siikasaaliita, joissa suomalaiset ja ruotsalaiset siiat ovat mahdollisesti sekoittuneina.
3) Toteutus
Hankkeen 1. vaihe
Hanke käynnistetään kokoamalla olemassa olevista siikanäytteistä perus-/vertailuaineisto, jossa ovat mukana kaikki ne viljellyt ja luonnonvaraiset siikakannat, joita todennäköisesti esiintyy Pohjanlahden rannikon siikasaaliissa. Siikakantoja on noin 20 kpl. Analysoidaan kaikista näytteistä samat 16 DNA-mikrosatelliitti geenilokusta, kuin aiemmistakin siikanäytteistä (Jarmo Koskiniemi). Lasketaan diversiteetti-analyysit vertailuaineistosta ja raportoidaan ne.
Hankkeen 2. vaihe
Kerätään testinäyte saaliista, joka voi olla myös yhdistelmänäyte, useista saaliista (Irma Kallio-Nyberg, Lari Veneranta). Aiemmin kerättyjä näytteitä voidaan hyödyntää, jos ne ovat joko suomuja tai viinaan säilöttyjä näytteitä. Määritetään näytteiden siivilähammasjakaumat (Lari Veneranta). Mallinnetaan siivilähammas ja DNA-data ja testataan sen erottelukyky simuloiduilla ja todellisilla saaliilla (Marja-Liisa Koljonen).
Hankkeen 3. vaihe
Hankkeen kolmannessa vaiheessa kerätään mahdollisimman edustava ja kattava näyte Pohjanlahden rannikon rannikon siikasaaliista, ja analysoidaan se hankkeen ensimmäisessä vaiheessa parhaaksi arvioidulla analyysimenetelmällä. DNA-tietojen lisäksi laskennallisessa erottelussa hyödynnetään siikojen siivilähammasjakaumia. Vaiheessa 3 myös analysoidaan populaatiokohtainen kasvu eri ikäryhmissä, hyödyntämällä saalissiika yksilöiden kasvu- ja populaatioalkuperätietoja (IKN) Julkaistaan tulokset.
Hankkeen 4. vaihe
Hankkeen neljännessä vaiheessa rakennetaan yhteistyöverkosto Ruotsalaisten siikatutkijoiden ja muiden toimijoiden kanssa, ja laajennetaan kantaosuusanalyysit hankkeen aiempien tulosten perusteella kattamaan myös Pohjanlahden Ruotsin puoleinen rannikko. Ruotsalaisyhteistyö suunnitellaan myöhemmin tarkemmin.
4) Tuotokset
•Tieto siikakantojen perinnöllisestä monimuotoisuudesta ja erilaistumisesta ja sen asteesta
•Valmis toimiva työkalu (vertailuaineisto) siikasaaliin geneettiseen kantaosuusanalyysin.
•Alustavat tulokset Pohjanlahden rannikon eri osien siikasaaliiden kantajakaumista.
•Tulokset siikasaalisyksilöiden kanta-alkuperästä.
•Saaliskantojen ikäkohtaiset kasvujakaumat.
•Suositukset siiankalastuksen ohjaamiseksi
5) Vaikuttavuus ja käytäntöön vienti
Hankkeen tulokset ja tuotokset auttavat järjestämään Pohjanlahden siikakantojen hoidon ja hyödyntämisen siten, että alueen monien eri siikakantojen tila ja ominaisuudet voidaan ottaa nykyistä paremmin huomioon.
6) Asiakkaat
ELY-keskukset, MMM, Luke, Rannikon kalastusalueet.
7) Kustannusarvio ja aikataulu
Tässä vaiheessa haemme rahoitusta hankkeen 1. Vaiheelle
Laboratorio kustannus on 16 euroa/kala. Näyte määrä 50 kpl/siikakanta, eli 800 kalaa. Haemme rahaa 16 vertailukannan analyysiin (22 400 euroa). Luken oma rahoitus on 1 kk tutkijan palkkaa.