Þjóðviljinn - 16.03.1989, Side 7
Sjávarvistfræði,
fæðukeðjur og dýrasvrf
Dr. Ólafur S. Ástþórsson sjávarlíffræðingur
JARKENNSL^
Efni greinarinnartengist útvarpsþáttum Fjarkennslunefnd-
ar um líffræði sem fluttir eru vikulega (mánudögum kl.
21.30) á RÚV/Rás 1.
Á undanförnum árum hafa
mönnum sífellt oröiö Ijósari hin nánu
tengsl sem eru milli umhverfisskil-
yrða sjávar, vaxar þörungagróðurs og
afkomu dýrasvifs annars vegar og
vaxtar og viðgangs nytjafiska hins
vegar. Jafnframt huga menn nú í
auknum mæli að gagnvirkum tengsl-
um fiskistofnanna í sjónum. Samfara
rannsóknum á stofnstærðum nytja-
fiska er því mikilvægt að fram fari
ítarlegar rannsóknir á öllum þrepum
fæðustigans. Hér á eftir verður lítil-
lega fjallað um sjávarvistfræði og
mikilvægi dýrasvifsins í lífkeðjunni í
sjónum. Þá verður og getið rann-
sóknaverkefna á sviði vistfræði sem
unnið hefur verið að á Hafrannsókna-
stofnuninni á undanförnum árum.
Sjávarvistfræði
Vistfræði er íslenska þýðingin á
enska orðinu ecology sem aftur er
dregið af gríska orðinu oikos sem-
merkir hús eða heimili. í>að sem átt er
við er, hinsvegar, að fræðigreinin fjal-
li um lífverur í þeirra heimahögum.
Vistfræði er talin rekja uppruna sinn
til þýska dýrafræðingsins Haeckel,
sem árið 1866 sagði að „einstakling-
urinn væri mótaður af samspili um-
hverfis og erfða“. Ef við færum skil-
greiningu Haeckels í nútímalegri
búning þá má segja að sjávarvistfræð-
in fjalli um samspil og samskipti sjá-
varlífvera sín í milli og við umhverfi
sitt. Vitneskja um vistfræði lífvera er
mikilvæg til þess að skilja líffræði
þeirra, vegna þess að lífverurnar lifa
ekki sem einangraðar einingar. Starf-
semi sérhverrar lífveru er aðlöguð og
mótuð af eðlis- og efnafræðilegum
aðstæðum í umhverfinu og einnig af
öðrum stofnum lífvera sem sem hún
lifir í nábýli við. bannig eru lffverurn-
ar aðeins til sem hluti af flóknu kerfi
ólífrænna og lífrænna eininga og þess-
ar einingar þær köllum við einu nafni
vistkerfi. Saman myndar allt líf á
jörðinni eitt vistkerfi sem sfðan má
flokka í smærri kerfi t.d. vistkerfi sjá-
var, vistkerfi ferskvatns, vistkerfi
þurrlendis og svo framvegis. Vistkerfi
sjávar má aftur skipta niður í smærri
einingar til þess að lýsa ákveðnum
hafsvæðum, einstökum fjörðum eða
hússvæðum í sjónum (t.d. vistkerfi
Norðuríshafsins, vistkerfi sjávar-
botns).
Vistkerfi sjávarins er hið langum-
fangsmesta og sennilega einnig það
flóknasta á jörðinni. Sjórinn þekur
um 71% af yfirborði jarðar eða um
361 miljón ferkílómetra. Meðaldýpi
sjávar eru tæpir 4 km og dýpstur er
hann meira en 10 km. í allri þessari
víðáttu er að finna ótölulegan fjölda
lífvera af aragrúa tegunda sem ásamt
sjálfu umhverfinu mynda vistkerfi
sjávarins. Pekking manna á heildar-
starfsemi þessa flókna vistkerfis er
ennþá ófullkomin og einungis er hægt
að gera sér grein fyrir henni í mjög
stórum dráttum.
Fæðukeðjur
Til einföldunar er samspili lífver-
Um höfund
þessarar greinar
Ólafur S. Ástþórsson lauk B.S.
prófi í líffræði frá Háskóla íslands
árið 1975. Árið eftir hóf hann fram-
haldsnám í sjávarlíffræði við Há-
skólann í Aberdeen í Skotlandi og
lauk doktorsrófi þaðan 1980. Að
námi loknu hóf Ólafur störf á Haf-
rannsóknastofnuninni, þar hefur
hann starfað síðan og aðallega fengist
við líffræði- og vistfræðirannsóknir á
dýrasvifi.
anna í sjónum oft líkt við keðju eða
stiga og þá talað um fæðukeðju eða
fæðustiga. Undirstöðu lífsins í sjón-
um eða fyrsta þrepið mynda örsmáar
plöntur (svifþörungar). Þær nýta
orku sólarinnar til þess að framleiða
lífræn efni úr ólífrænum, en hráefnin
eru vatn, koltvíoxíð og ýmis nær-
ingarefni (aðallega ólífræn sölt t.d.
nítrat og fosfat). Síðan tekur við dýra-
svifið sem étur þörungana og nýtir sér
til 'vaxtar og viðhalds. Þriðja þrepið
mynda dýrasvifstegundir sem eru
rándýr og lifa á öðru svifi, svo og fisk-
lirfur, uppsjávarfiskar og hvalir sem
lifa á dýrasvifinu. Efst í fæðukeðjunni
eða fæðustiganum eru svo ránfiskar,
t.d. þorskurinn í hafinu við ísland.
Botndýr (t.d. rækjur, krabbar, skel-
dýr) nýta, beint eða óbeint, nær ein-
göngu lífrænar leifar sem fallið hafa
úr efri sjávarlögum. Við niðurbrot
baktería á dauðum lífverum og lífr-
ænum leifum lenda næringarefnin aft-
ur í upplausn og síðan berast þau við
lóðrétta blöndun til yfirborðslaganna
þar sem þau endurnýjast við frekari
frumframleiðslu. Á þennan hátt eru
efni í stöðugri hringrás frá ólífrænu
formi til lífræns og svo aftur yfir í
ólífrænt.
Mestur hluti þeirrar fæðu sem líf-
verur neyta er notaður til þess að
halda uppi lífrænni starfsemi (þ.e.
hún eyðist við bruna) og aðeins Iítill
skanna sem ekki geta nýtt sér hana
beint.
í sjónum er útbreiðsla dýrasvifsins,
og reyndar sjávarlífvera yfirleitt,
mjög misjöfn (oft er talað um hnapp-
dreifingu). Á einstökum svæðum eða
dýpislögum getur átumagnið verið
langt fyrir ofan meðallag en á öðrum
er svo mun minna um dýrasvif. Átu-
rík svæði eru oft blöndunarsvæði eða
straumamót í sjónum. Á slíkum
svæðum er framleiðni fyrir átuna. 1
átuflekkina sækja síðan fiskar og
hvalir sem lifa á átunni.
Á tempruðum og norðlægum haf-
svæðum verða einnig miklar árstíða-
breytingar í magni dýrasvifsins. Æxl-
un dýranna er nátengd auknu fæðufr-
amboði (Þörungagróðri) og bættum
umhverfisskilyrðum yfir sumartím-
ann. Þá nær átumagnið hámarki, en
síðan minnkar það yfir vefrarmán-
uðina og er í lágmarki snemma vors
áður en æxlun hefst á ný.
Dýrasvifssamfélagið er mjög fjöl-
breytilegt og tegundaauðugt og innan
þess er að finna fulltrúa nær flestra
fylkinga dýralífsins. Oft eru svifdýrin
flokkuð í tvo hópa eftir því hve mikl-
um hluta ævinnar þau eyða sem svif-
dýr, og er þá annarsvegar talað um
„alsvif“ eða „heilsvif" og hinsvegar
„hlutasvif“. „Alsvifið“ erþau dýrsem
ala allan sinn aldur í svifinu en í „hlut-
asvifinu“ eru ýmis egg og lirfur sem
og hugsanlega koma fram með
veiðispár mun lengra fram í tímann
en nú er mögulegt.
Nýting dýrasvifs
Samfara aukinni fæðuþörf hefur at-
hygli manna í auknum mæli beinst að
nýtingarmöguleikum dýrasvifs- eða
átutegunda á lægstu þrepum fæðust-
igans í sjónum. Margir hafahaldið því
fram að meðal sumra tegunda dýra-
svifs sé að finna stærstu ónýttu eggja-
hvítu-uppsprettur jarðar, og spurt
hvort ekki væri kominn tími til þess
að verja hugviti og peningum í að-
hagnýta þær í þágu mannkyns. Færri
vita hinsvegar, að í ýmsum löndum
hafa umtalsverðar veiðar á svifkrabb-
adýrum verið stundaðar um árabil.
Langmikilvægastar eru veiðar á ljós-
átu og hún er sá hópur dýrasvifsins
sem hvað mestar vonir eru bundnar
við varðandi verulegar veiðar í fram-
tíðinni.
Sovétmenn hófu upp úr 1970
veiðar á ljósátu á stórum verksmiðju-
skipum í Suðuríshafinu. Árið 1975
nam heildarveiðin á ljósátu þar um 20
þúsund tonnum, en 1979 var hún
komin í um 400 þúsund tonn. Há-
marki náðu Ijósátuveiðarnar í Suður-
íshafinu svo árið 1982, en þá voru alls
veidd þar um 530 þúsund tonn. Síðan
1982 hafa veiðarnar verið um 200 þús-
und tonn á ári. Aflaminnkunin á ekki
að sinna slíkum rannsóknum. En
víkjum þá lítillega að tveimur rann-
sóknarverkefnum á sviði vistfræði
sem að undanförnu hefur verið unnið
að á Hafrannsóknastofnun.
í febrúar 1987 hófust í ísafjarðar-
djúpi athuganir á samspili umhverfis-
skilyrða og lægstu fæðuþrepanna í
sjónum. ísafjarðardjúp varð fyrir val-
inu vegna þess að sum ár hefur tölu-
verðan fjölda seiða nytjafiska verið
að finna í Djúpinu og þar eru mikil-
vægir nytjastofnar rækju og skeldýra.
Þá skiptir það máli að vistfræðirann-
sóknir á grunnsævi og í fjörðum við
landið voru takmarkaðar og oft hafði
verið rætt um nauðsyn þess að auka
þær. Með heilsársathugunum í ísa-
fjarðardjúpi var aflað upplýsinga um
framleiðslu þörungasvifs, lífsferla og
árstíðabreytingar dýrasvifs, afkomu
og vöxt fisklirfa og fiskseiða og áhrif
ólífræns umhverfis á starfsemi svif-
samfélagsins. Gagnasöfnun hófst í fe-
brúar 1987 og síðan voru farnir þang-
að leiðangrar nær mánaðarlega í heilt
ár. í hverjum leiðangri var farið á 24
rannsóknastöðvar þar sem hiti var
mældur í sjósýnum safnað til mælinga
á seltu næringarefnum og blaðgrænu.
Dýrasvifi og fisklirfum var einnig
safnað á þessum 24 stöðvum. Þá var
síritandi ljósmæli komið fyrir í Hnífs-
dal og síritandi hitamælir skráði sjá-
varhitann við Æðey. Á Hafrann-
hluti fer í að byggja upp nýja vefi.
Nýtnin við flutning á lífrænu efni frá
einu fæðuþrepi til annars er breytileg
eftir lífverum. Yfirleitt þarf lífvera að
neyta um 100 g af fæðu fyrir hver
10-20 g af dýravef sem hún nýmynd-
ar, þ.e. nýtnin í fæðustiganum er ekki
nema um 10-20%. Af þessu leiðir að
framleiðsla dýrastofns og þar með
mögulegur afrakstur minnkar eftir
því sem fæðuþrepum fjölgar milli
hans og plantnanna sem sjá um frum-
framleiðnina.
Dýrasvif
Víkjum þá aðeins nánar að dýra-
svifinu í sjónum. Orðið svif er þýðing
á gríska orðinu plankton sem þýðir að
! reika eða reka. í sjávarlíffræði er það
; notað um smálífverur sem halda sig
að mestu í efri lögum sjávar. Þar svífa
þær um eða rekur með straumum og
hafa frekar takmarkaða hæfileika til
þess að ferðast um af eigin ramm-
| leika. Sumar þessar lífverur fljóta
einungis um háðar straumum, en þær
stærstu eru færar um nokkurt sund,
einkum upp og niður í sjónum. Fjar-
lægðirnar sem dýrin synda eru þó yfir-
leitt stuttar í samanburði við þær sem
þau berast með straumum.
Dýrasvifið er mjög misstórt,
smæstu tegundirnar eru á stærðar-
bilinu 0,02-0,2 mm, en margar eru
einnig mun stærri eða 20-200 mm.
Stærstu svifdýrin (t.d. ljósátan, smá-
vaxnir kolkrabbar, uppsjávarrækjur
og fiskar eins og laxsíldar) hafa eins
. og áður sagði nokkurn hæfileika til
sunds og því eru skil milli stærstu svif-
dýra og smæstu sunddýra oft óljós.
Dýrasvifið, eða átan eins og sjó-
menn oftast kalla það, gegnir lykil-
hlutverki í samspili lífvera sjávarins.
Það nýtir þörungana og er síðan sjálft
fæða ýmissa annarra lífvera í sjónum.
Þannig má segja að dýrasvifið „l’lytji"
frumframleiðslu þörunganna til fi-
eru aðeins stuttan hluta ævinnar á
reki í efstu lögum sjávar. Til „hluta-
svifsins“ teljast t.d. lirfur ýmissa
fiska, krabbadýra og skeldýra, sem
einungis tilheyra svifsamfélaginu um
tíma áður en þær leita botns og nýrra
lífshátta.
Á norðlægum hafsvæðum eru það
einkum tveir hópar krabbadýra, þ.c.
rauðátu- og ljósátutegundir, sem
mikilvægastir eru þeirra dýra sem að
staðaldri finnast í svifinu. Áf ættbálki
rauðátu hafa fundist rúmlega 100 teg-
undir í hafinu við ísland sem flestar
eru aðeins um 2-4 mm að stærð.
Mikilvægi þessara dýra í fæðu-
keðjunni kemur hinsvegar til vegna
þeirrar gífurlegu mergðar sem af
þeim er í sjónum. Af ljósátu eru að-
eins fjórar tegundir algengar í sjónum
við ísland en líkt og rauðátan finnst
hún víða í miklu magni. Ljósátan lík-
ist smávaxinni rækju að útliti, full-
vaxin er hún um 25-45 mm og því
með stærstu svifdýrunum í sjónum.
Margir nytjafiska okkar (t.d. loðna,
síld, þorskur, karfi) svo og skíðishval-
irnir lifa að verulegum hluta á ljósátu.
Magn dýrasvifsins, útbreiðsla og
stærð, skiptir miklu máli fyrir lífslíkur
fisklirfa þegar þær klekjast og fara að
taka til sín fæðu. Talið er að árganga-
styrkur fiskistofna ráðist að verulegu
leyti á lirfustiginu og því getur dýra-
svifið haft veruleg áhrif á árganga-
stærðir fiskistofna og þar með þann
afla sem endanlega fæst úr sjó. Sam-
hliða rannsóknum á stofnstærðum
nytjafiska og því hvernig þær breytast
er mikilvægt að fram fari rannsóknir á
öllu vistkerfinu í sjónum. Með
aukinni þekkingu á nytjafiskum með-
an þeir eru á lirfustiginu og sem seiði,
fæðudýrum þeirra og starfsemi
vistkerfisins vonast sjávarlíffræðingar
tii þess að geta komist nær um þá
þætti sem ákvarða stærðir einstakra
fiskárganga. Slík vitneskja getur haft
mikið hagnýtt gildi, því að þá væri
hægt að segja fyrir um árgangastyrk
rætur að rekja til ofveiði, heldur staf-
ar hún af því að tilkostnaður við þess-
ar veiðar er mjög mikill og ennþá
skortir nær alveg markaði fyrir þá
ljósátu sem hægt er að veiða. Japanir,
Norðmenn og Kanadamenn hafa
einnig gert tilraunir með veiðar á dýr-
asvifi og aðallega notað það sem fóð-
ur í fiskeldi. Ekki virðist óraunhæft
að ætla, að á komandi árum muni
ljósátu, og jafnvel annarra dýrasvifs-
tegunda, verða aflað hér við land og
þær síðan nýttar sem bætiefni í fóður
til fiskeldis. Stórfelld nýting á dýra-
svifi í framtíðinni er, hinsvegar, háð
frekari þróun í vinnslutækni og mark-
aðssetningu, svo að unnt reynist að
minnka tilkostnaðinn við sjálfar
veiðarnar.
Vistfræðirannsóknir
á íslenska hafsvæðinu
Vistfræðin er aðeins ein af fjöl-
mörgum greinum náttúrufræðinnar.
Skilin milli vistfræðirannsókna og
annarra náttúrufræðirannsókna eru
því oft óljós og þróun þeirra nátengd.
Skipulagðar umhverfisrannsóknir á
vegum Hafrannsóknastofnunar eigal
sér alllanga sögu. Um skeið tengdust'
þær síldarleit, því út frá upplýsingum
um útbreiðslu og hegðan átu var
reynt að spá í væntanleg veiðisvæði og
líklega hegðan síldarinnar. Eftir
hvarf Norðurlandssfldarinnar hefur
umhverfisrannsóknum verið fram
haldið í vorleiðöngrum og einnigl
nokkur síðustu ár í seiðaleiðöngrum I
að haustlagi. Á árunum 1976-1982
voru einnig stundaðar rannsóknir á
umhverfisþáttum, þörungagróðri,
dýrasvifi og fisklirfum að vorlagi suð-
vestanlands. Á síðari árum hefur ver-
ið stefnt að því á Hafrannsóknastofn-
uninni að efla vistfræði- og vistkerfis-
rannsóknir. Untfang verkefna á þessu
sviði er þó ennþá alltof takmarkað,
en það ræðst fyrst og fremst af þeim
mannafla sem stofnunin hefur til þess
Fimmtudagur 16. mars 1989 ÞJÓÐVILJINN - SÍÐA 7
sóknastofnun er nú unnið að gagna-
úrvinnslu (t.d. næringarefna- og eltu-
mælingum, tegundagreiningum og at-
hugunum á lífsferlum) með það fyrir
augum að setja saman í heildarmynd
þá einstöku þætti sem ransakaðir
voru. Á mynd 4 eru sýndar (frá einni
athugunarstöð) árstíðarbeytingar
nokkurra þátta sem voru athugaðir.
Vitneskja um fæðu hinna ýmsu teg-
unda sjávarlífvera er nauðsynleg til
þess að gera sér grein fyrir fæðu-
tengslum og í framhaldi af því hver
geti verið áhrif nýtingar einnar teg-
undar á vöxt og afkomu annarrar.
Með þetta í huga hafa á undanförnum
árum farið fram á Hafrannsókna-
stofnun umfangsmiklar rannsóknir á
fæðu okkar helstu nytjafiska. í ljósi
þessara rannsókna gera menn sér nú
aukna grein fyrir nánum fæðutengs-
lum nytjastofnanna og hvað ljósust
eru þau í sambandi við þorsk og
loðnu. Loðna er langmikilvægasta
fæða þorsks og talin nema um 30-
40% af fæðunni (mynd 5). Loðna er
einnig einn mikilvægasti nytjastofn
okkar og ljóst er að gagnvirk tengsl
loðnu og þorsks hafa veruleg áhirf á
jafnstöðuafla þessara fiskstofna.
Svipað gildir einnig um fæðutengsl
þorskstofnsins við karfa og rækju.
Rannsóknir á þessum tengslum eru
þó ennþá skammt á veg komnar og
frekari rannsókna er þörf áður en
hægt verður að taka til þeirra verulegt
tillit við stjórnun fiskveiða.
Fjarkennslunefnd er nefnd sem
skipuð er af menntamálaráðuneyti til
að vinna að eflingu fjarkennslu hér á
landi. Framkvæmdastjóri Fjar-
kennslunefndar er dr. Sigrún Stef-
ánsdóttir, vs. 693000.
Umsjón með gerð útvarpsþátta fjar-
kennslunefndar annast Steinunn
Helga Lárusdóttir.
Umsjón með birtingu greina og efnis í
tengslum við útvarpsþætti Fjar-
kennslunefndar annast Jón Erlends-
son, forstöðumaður upplýsingaþjón-
ustu Háskólans, vs. 629920-21.