Genetisk forskjell og struktur hos ørretbestandene i Garbergselva, Tømra, Renåa og Nea

Abstract

Selbusjøen har en storørretbestand av stor nasjonal verdi og bestanden i Selbusjøen benytter sideelver til gyting og rekruttering. Vassdraget er regulert og for å undersøke betydningen av uregulerte sidevassdrag ble elvene Tømra, Garbergelva og Renåa undersøkt. Disse innløpselvene er viktige rekrutteringsområder for storørreten i Selbusjøen. I en tidligere undersøkelse ble den største innløpselva Nea undersøkt, denne elva er regulert for vannkraft. Høsten 2022 ble elfisket og samlet inn materiale av ørretunger. Totalt ble det fanget 237 individer i elvene Tømra, Garbergelva og Renåa. Fiskene ble aldersbestemt på bakgrunn av lengde og skjellprøver. Arvestoffet (DNA) ble ekstrahert fra vevsprøvene og genetisk variasjon ble undersøkt i 96 SNP-markører (Single Nuclear Polymorphism). Dataene fra Tømra, Garbergelva og Renåa ble også analysert sammen med tidligere data fra Nea for å undersøke den genetiske strukturen av ørretbestandene i Selbusjøen. Det var en tydelig genetisk struktur mellom ørretbestandene i Garbergselva, Renåa, Tømra og Nea. Genetisk forskjell mellom bestander tyder på at avkom til ørret som beiter i Selbusjøen i betydelig grad gyter i den elva de har opphav i («homing») og/ eller at en betydelig andel av ørreten vokser opp og blir kjønnsmoden i elven. Dette ble styrket av en betydelig forekomst av søskenpar mellom aldersklasser i Garbergselva, Renåa og Nea (men ikke i Tømra), som viser at de samme individene har gytt i samme elv i påfølgende gyteår. Det var større genetisk likhet mellom bestandene i Nea og Garbergselva, sammenliknet med de andre elvene. Det er liten avstand mellom Neas og Garbergselvas innløp til Selbusjøen og mest sannsynlig foregår genflyt primært fra den forholdsvis store bestanden i Nea til den mindre bestanden i Garbergselva. Effektivt antall gytefisk ble tidligere estimert til 289 i Nea og ble i denne undersøkelsen estimert til 36 i Garbergselva, 35 i Renåa og 12 i Tømra. Tidligere undersøkelser i Nea viste stor forekomst av søskenpar innenfor innsamlingsstasjoner og at de fleste søskenpar ble funnet innenfor tersklene som antas å være betydelige vandringshindre for ørret. Vi fant at det var stor forskjell mellom elvene når det gjelder i hvilken grad søskenpar ble funnet innenfor samme innsamlingsstasjon eller på tvers av innsamlingsstasjoner. I Tømra var familiegrupper av 0+ ungfisk i stor grad fordelt over det undersøkte området, mens familiegruppene i Garbergselva og Renåa var stor grad samlet innenfor innsamlingsstasjoner, slik som tidligere observert i Nea. Resultatene viser at ungfisk kan i stor grad oppholde seg i klekkeområdet, uavhengig av forekomst av vandringshindre. Dette forklarer dog ikke at søskenpar i mindre grad ble funnet mellom områder som var delt av tersklene som antas å være betydelige vandringshindre i Nea. Det ble tidligere funnet genetisk differensiering (FST) mellom ungfisk fra ulike innsamlingsstasjoner i Nea som ble diskutert som mulig følge av at terskler begrenset vandring av fisk. Denne undersøkelsen viser at genetisk differensiering mellom ungfisk fra ulike innsamlingsstasjoner var like stor eller større i de andre undersøkte elvene. Genetisk differensiering mellom ungfisk fra ulike innsamlingsstasjonene kan i stor grad være påvirket av at ungfisk oppholder seg i nærheten av klekkeområdet. Slektskap mellom ungfisk er derfor ikke direkte egnet til å undersøke genetisk fragmentering av bestander. Fragmentering forutsetter begrenset genflyt mellom delbestander som består over generasjoner. Genetisk differensiering mellom gytefisk fra ulike soner vil være bedre egnet for å undersøke om tersklene har ført til genetisk fragmentering.

Lake Selbusjøen has a large brown trout population of significant national value, and the population in Lake Selbusjøen uses tributary rivers for spawning and recruitment. The watercourse is regulated, and to investigate the importance of unregulated tributaries, the rivers Tømra, Garbergelva, and Renåa were studied. These tributary rivers are important recruitment areas for the spawning brown trout population of Lake Selbusjøen. In a previous study, the largest inflowing river, Nea, which is regulated for hydropower, was examined an the status of the population of brown trout was evaluated. In autumn 2022, electrofishing was conducted, and juvenile brown trout samples were collected. A total of 237 individuals were caught in River Tømra, Garbergelva, and Renåa. The juveniles were aged based on length and scale samples. DNA was extracted from tissue samples, and genetic variation was examined at 96 SNP markers (Single Nucleotide Polymorphisms). The data from River Tømra, Garbergelva, and Renåa were also compared with with previous analysis of the broen trout population in River Nea to study the genetic structure of the trout populations in Lake Selbusjøen. There was a clear genetic structure between the trout populations in Garbergelva, Renåa, Tømra, and Nea. The genetic differences between populations indicate that offspring of brown trout that forage in Selbusjøen spawn primarily in their natal rivers (“homing”) and/or that a significant portion of the brown trout grow up and reach maturity in the river. This was supported by a substantial occurrence of sibling pairs between age classes in River Garbergelva, Renåa, and Nea (but not in Tømra), indicating that the same individuals spawned in the same river in subsequent spawning years. There was a greater genetic similarity between the populations in Nea and Garbergelva compared to the other rivers. The proximity of the Nea and Garbergelva inlets to Lake Selbusjøen likely means that gene flow primarily occurs from the relatively large population in Nea to the smaller population in Garbergelva. The effective number of spawners was previously estimated to be 289 in River Nea and in this study was estimated to be 36 in River Garbergelva, 35 in Renåa, and 12 in Tømra, respectively. Previous studies in River Nea showed a high occurrence of sibling pairs within collection stations, with most sibling pairs found within thresholds assumed to be significant barriers to brown trout migration. We found substantial differences between the rivers regarding the extent to which sibling pairs were found within the same sampling station or across sampling stations. In River Tømra, family groups of 0+ juveniles were widely distributed across the investigated area, while in River Garbergelva and Renåa, family groups were largely concentrated within sampling stations, similar to previous observations in River Nea. The results show that juveniles can largely remain in their hatching area, regardless of the presence of migration barriers. However, this does not explain why sibling pairs were less frequently found between areas divided by thresholds considered to be significant migration barriers in River Nea. Genetic differentiation (FST) between juveniles from different collection stations in River Nea was previously found and discussed as a possible result of thresholds limiting fish movement. This study shows that genetic differentiation between juveniles from different collection stations was equally high or higher in the other rivers studied. Genetic differentiation between juveniles from different collection stations may largely be influenced by juveniles staying near their hatching area. Therefore, the relatedness between juveniles is not directly suitable for studying genetic fragmentation of populations. Fragmentation requires limited gene flow between subpopulations that persists across generations. Genetic differentiation between spawning individuals from different zones would be better suited to investigate whether thresholds have led to genetic fragmentation.