Danskere vil redde fisk fra giftige alger
Giftstoffer fra alger kan slå fisk ihjel. Nu har dansk forskning identificeret nye algetoksiner og udviklet metoder til molekylær kortlægning af giftige algearter. Det kan få stor betydning for både erhvervslivet og den videre forskning på det underbelyste område.

Det danskledede forskningsprojekt har fundet nye giftstoffer hos de alger, der skaber problemer i danske farvande. De håber i fremtiden at kunne vaccinere fisk mod giftige alger. (Video: Kristian H. Nielsen/Videnskab.dk)

Det er ikke nogen rar skæbne for en fisk at dele vand med giftige mikroskopiske alger, når der er mange af dem.

Algerne udskiller giftstoffer (toksiner) i vandet, som ødelægger fiskenes gæller, så de dør af kvælning.

Så meget ved vi, men derudover har den tilgængelige viden om disse algeforekomster, deres gifte og indvirkning på fiskene været yderst begrænset, selvom problemet har været stigende ved både danske og internationale kyster gennem de seneste 30 år.

I hvert fald indtil nu, hvor det danskledede forskningsprojekt HABFISH, der er støttet med 17,3 mio. kroner af Innovationsfonden, nærmer sig slutningen af sin femårige projektperiode.

»Disse fiskedræbende alger udgør en stor risiko, fordi de på få dage kan udrydde hele fiskepopulationer i et givent område, og det har selvfølgelig en miljømæssig betydning. Derudover kan det have en erhvervsmæssig betydning, fordi man i stigende grad er begyndt at oprette havbrug i de indre danske farvande, hvor algeopblomstringer kan være ekstremt ødelæggende,« siger professor i biologi på Københavns Universitet Per Juel Hansen, der leder HABFISH-projektet.

Har identificeret giftens påvirkning på fiskene

Per Juel Hansen forklarer, at forskningen har fokuseret på at udvikle værktøjer, der langt mere effektivt og præcist end tidligere kan identificere de implicerede alger og deres toksiner og på at indsamle viden om, hvordan toksinerne konkret påvirker fiskene.

Giftige alger: Et underbelyst område

Opblomstringer af giftige alger (såkaldte HAB: Harmful Algal Bloom) er et tilbagevendende fænomen i kystnære farvande, og disse kan resultere i massedød af såvel vilde fisk som fisk i hav- og landbaserede fiskeopdræt.

Formålet med HABFISH har været at udvikle værktøjer til et styrket moniteringsprogram målrettet de giftige alger, herunder effektive metoder til at identificere de enkelte algearter og deres toksiner.

Området har tidligere været stærkt underbelyst, men forskningen har åbenbaret store perspektiver.

HABFISH-projektet er finansieret af en bevilling på 17,2 millioner kroner fra Innovationsfonden ud af et samlet budget på 27,2 millioner kroner og løber indtil januar 2017.

På begge områder er det lykkedes forskerne at skabe resultater, der kommer til at udgøre grundlaget for miljø- og erhvervsrettet algeforskning de kommende år. Samtidig kan resultaterne skabe nye muligheder for at holde øje med algeforekomster i kystnære områder.

»Målet har været at udvikle præcise monitoreringsmetoder, herunder nye kemiske målemetoder til at påvise og kvantificere algerne og deres toksiner i havet,« fortæller Per Juel Hansen og fremhæver på resultatsiden blandt andet såkaldte molekylære prober til artsbestemmelse af en række algearter og anvendelse af såkaldt realtidskvantitativ PCR, der muliggør kvantificering af algerne uden brug af mikroskop.

Svært at genkende arterne

Med den nye metode vil myndigheder, forskere og virksomheder i fremtiden hurtigt kunne afgøre, hvad de står overfor, når der er giftige alger i farvandet – i hvert fald for de mest almindelige algearter.

»En af udfordringerne har været en meget stor fejlprocent i identifikationen af algerne, når man først har opdaget en skadelig algeopblomstring. Det er helt enkelt svært at afgøre med traditionel mikroskopi, hvilken alge der er tale om, og det gør det selvfølgeligt tilsvarende svært at vide, hvad man skal stille op med den,« forklarer Per Juel Hansen. Han understreger samtidig, at der fortsat vil være meget at gøre, efter at projektperioden for HABFISH udløber i januar i år.

»De vigtigste resultater er, at vi nu på molekylær vis kan identificere og kvantificere de vigtigste algearter. Vi har dertil for nogle alger identificeret giftstofferne, og samtidig har vi i løbet af projektperioden opnået en langt bedre forståelse for, hvad der egentlig sker med fisken, når den møder disse alger. Men vi er slet ikke ved vejs ende. Vi er reelt først lige begyndt. Perspektiverne er store for, at vi vil kunne hjælpe fiskeopdrætterne, både i de åbne havbrug og i de landbaserede, recirkulerede anlæg,« siger Per Juel Hansen.

Klæbrig og tidskrævende forskning

Blandt de konkrete resultater fra HABFISH-projektet kan fremhæves opdagelsen af en hel række af nye toksiner, i form af nye typer af prymnesiner, og opdagelsen af karmitoxin samt metoder til kvantitativ analyse af disse.

»Men det er et stort arbejde, da vi i princippet begynder forfra, hver gang vi tager fat i et nyt toksin,« siger Per Juel Hansen og forklarer, at arbejdet konkret er udført ved at høste celler fra store mængder af algekulturer og naturligt havvand med algeopblomstringer.

fisk alger fiskedød gift toksiner giftige alge

En alge under lup. Forskerne studerer, hvilke giftstoffer algerne laver. Grunden til, at vi ikke ved særligt meget om giftige alger, er, at de ikke direkte påvirker os mennesker. De kan derimod udrydde hele fiskepopulationer. (Foto: Shutterstock)

»Det lidt specielle og udfordrende ved de nye toksiner er, at de er enormt klæbrige og derfor svære at arbejde med i laboratoriet. Det er også en af grundene til, at tidligere forskning på området ikke er kommet ret langt,« siger han og fortæller, at den udfordring blev løst ved at arbejde med udstyr og materialer i glas i stedet for i plastik.

»Samtidig har den store bevilling og det forholdsvist lange tidsperspektiv betydet, at vi har fået mulighed for at få ordentligt fat i området. For det første ved rent praktisk at have tid og midler til de tidskrævende forsøg. Og for det andet ved at kunne tilknytte de nødvendige danske og internationale kompetencer,« siger Per Juel Hansen.

Ud over Københavns Universitet har forskere fra DTU, universiteterne i Urbino i Italien og Aberdeen i Skotland, Alfred Wegener Instituttet i Tyskland og en række danske virksomheder således deltaget aktivt.

»Selve opstartsfasen handlede meget om at etablere et godt samarbejde med nogle dygtige naturstofkemikere fra DTU, som ellers primært forsker i svampe, men som heldigvis meget gerne ville være med her. Samarbejdet med dem har gjort, at vi har opnået fantastiske resultater,« siger Per Juel Hansen.

Etisk tilgang krævede alternativ

Anden del af forskningsprojektet relaterer sig mere direkte til fiskene og har haft som målsætning at lære mere om, hvad det præcis er, der slår dem ihjel, når de kommer i kontakt med algerne. Og ikke mindst, hvordan man kan undgå, at det sker.

En mindre del af forskningen har været udført på levende fisk, der blev udsat for algegiftstofferne.

»Når det sker, reagerer fiskene ved at udvikle store mængder slim på gællerne, og de begynder at 'hoste'. Derefter mister de balanceevnen, og til sidst dør de af iltmangel, da de, selvom vandet indeholder masser af ilt, ikke kan trække ilten ud af vandet på grund af slimen,« siger Per Juel Hansen.

Inden det kom så langt i laboratoriet, måtte fiskene dog aflives for at undgå unødig lidelse. En etisk forsvarlig tilgang, som dog komplicerede forskningen yderligere. Men det lykkedes, bogstaveligt talt, forskerne at dyrke et velfungerende alternativ i form af cellekulturer, der blev etableret fra gælle-celler fra fisk.

Grundlag for effektiv monitorering

En af de alger, der de seneste år har truet danske farvande og havbrug, er den såkaldte pseudochattonella, der første gang blev opdaget i danske farvande i 1998.

Her blomstrede den op i foråret ved den jyske vestkyst, men drev herefter nordpå, hvor den gjorde stor skade på norske havbrug. Siden har der været stort fokus på at undersøge de økologiske mekanismer, der forårsager algeopblomstringerne. Ved siden af evnen til rent faktisk at genkende og beskytte sig mod algerne er det fortsat et afgørende emne. Det mener Peter Henriksen, algeforsker og leder af Institut for Bioscience på Aarhus Universitet, som ikke har været en del af HABFISH.

fisk alger fiskedød gift toksiner giftige alge død

Når fisk i de danske farvande kommer i kontakt med giftige alger, producerer de slim, som giver dem problemer med at trække vejret. Fiskene begynder at hoste med gellerne, og efter noget tid vil de komme op til overfladen og snappe efter vejret. Til sidst kan de miste balancen helt og dø. (Foto: Shutterstock)

Han ser umiddelbart store perspektiver i de resultater, HABFISH-projektet har opnået, herunder effektive molekylære prober til kortlægning af de giftige alger. Men han peger samtidig på, at den rent praktiske anvendelse af forskningen, i hvert fald på den korte bane, stadig forudsætter øget viden om algeopblomstringerne.

»Der mangler fortsat, som jeg ser det, viden om, hvad der helt konkret udløser opblomstringer af disse alger, og hvad der gør, at eksempelvis pseudochattonella nogle år er mere dominerende end andre,« siger Peter Henriksen.

Internationalt potentiale: Vækst i fiskeopdrætsindustrien

Han peger på, at mulighederne for at kombinere den seneste viden med nye teknologier, som eksempelvis 'remote sensing''i forbindelse med satellit-overvågning, derfor fortjener mere forskning i algesammenhænge. Det gælder ikke mindst i takt med, at projekter som HABFISH udvikler mere og mere effektive værktøjer til at identificere algerne, lyder det.

»Der er helt klart et stort udviklingspotentiale i at kunne kombinere den traditionelle tilgang, hvor man er nede og tage vandprøver, med det helt store overblik, hvor satellitovervågning kan være med til at påvise forekomster og spredning og give tidligt varsel,« siger Peter Henriksen.

Mens en stor del af resultaterne fra HABFISH således repræsenterer opnåelse af delmål på vejen mod fuld oplysning på algefronten og dermed en for alvor styrket mulighed for at monitorere algeopblomstringer, er der ingen tvivl om, at projektets resultater byder på et stort potentiale. Noget, som blandt andre Miljøministeriet har øjne for i form af netop et forbedret overvågningsprogram målrettet algeforekomster i danske farvande.

Dertil fremhæver Per Juel Hansen det internationale potentiale, hvor der de seneste år især har været problemer med giftige alger ved sydamerikanske kyster. I den forbindelse ser også erhvervslivet store muligheder for blandt andet at kunne forbedre vilkårene for at skabe vækst i fiskeopdrætsindustrien.

Immun-forsøg med vækstpotentiale

»Den viden, vi har opbygget, om hvordan fisk og fiskeyngel reagerer på giftige alger og deres giftstoffer, gør, at vi er parate til at studere, om det er muligt for fiskene at etablere et immunologisk forsvar mod algegiftene,« siger Per Juel Hansen.

Det er endnu for tidligt at sige, om dette overhovedet er muligt, understreger han, men på længere sigt er håbet, at forskningen kan føre til fiskeyngel, der er modstandsdygtigt.

»Vi arbejder med at injicere små mængder af de nye toksiner i fiskene for at se, om vi kan stimulere et immunforsvar. Det er vores håb, at vi ved for eksempel at udsætte fisk for små mængder af algegiftstofferne i tidlige livsstadier kan opnå et forsvar mod dem,« siger han og peger på, at den mulighed uden tvivl vil vække interesse hos både danske og udenlandske havbrug, hvis det lykkes.

»På den helt lange bane er jeg helt sikker på, at vi kommer til at kunne udvikle værktøjer og metoder, der kan forebygge, opdage og bremse skadevirkninger af giftige algeforekomster,« siger professoren.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud