Energi-allokering hos en arktisk-hekkende sjøfugl.

Prosjekt #112871/720 støttet av Norges Forskningsråd, Avd. Miljø og Utvikling, under programmet ARKTISK LYS OG VARME (1996-2000): 'Energy-allocation in an arctic seabird: Effect of intraspecific metabolic variability in a changing environment
 
For sjøfugl kan mattilgangen i havet varierer mye, både i tid og rom. Dette innvirker på flere aspekter av biologien til sjøfugl, spesielt når det gjelder hvordan de forvalter deres energiinntak. Hos arter som lever i kalde strøk, vil det i tillegg være et spesielt behov for å allokere energi for å motstå det eksterne kuldestress. Krykkjen (Rissa tridactyla) har en vid utbredelse i det nordlige Atlanterhavet og henter all sin mat i havet. Prosjektets hovedmål har vært å studere hvordan krykkjene i løpet av hekkesesongen forvalter energi-inntaket og -forbruket, slik at de optimaliserer både egen overlevelse og ungenes vekst og utvikling. Som utgangspunkt for prosjektet har vi benyttet en koloni av Krykkjer (’Krykkjefjellet’) på sørsiden av Kongsfjorden ca. 8 km. øst for Ny-Ålesund på Svalbard. I kolonien hekker det ca. 600 par, og vi har studert en del av denne bestanden siden 1997.
Utsikt mot krykkjekolonien med Svalbards karakteristiske fjelle i bakgrunnen. Teltet er til bruk under en 24-timers observasjons-døgn, hvor tilstedeværelsen av de adulte fugler ble registrert.

 

Vi har funnet en stor grad av repeterbarhet når det gjelder det basale stoffskifte (den basale metabolske raten; BMR). Dette gjelder både innen samme hekkesesong og mellom sesongene. Dette betyr at individer som har spesiell stor BMR (i forhold til populasjons-gjennomsnittetet), vil opprettholde denne ’status’ over lang tid. Enkelte individer vil altså være 'høy-BMR individer' mens andre er 'lav-BMR individer'. Dette er første gangen en slik repeterbarhet av BMR er påvist for et homeothermt dyr over en lengere tidsperiode. Vi har imidlertid ikke kunnet dokumentere forskjeller i reproduksjons-parametre mellom individene som varierer mht BMR.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Våre resultater har vist at det umiddelbart etter klekkingen er en markant reduksjon i både kroppsvekt og det basale stoffskiftet. Reduksjonen i BMR, som er på 20-25%, kan kun delvis forklares ved reduksjonen i kroppsvekten. Nedgangen i kroppsvekten hos Krykkjene rett etter klekkingen er nemlig først of fremst karakterisert ved en endret kroppssammensetning. Ikke bare bruker krykkjene opp de fett-reserver som ble bygget opp under rugeperioden, men det er i tillegg en spesiell reduksjon i størrelsen av enkelte meget metabolsk aktive organer, slik som lever og nyre. Spesielt for lever har vi funnet en kraftig reduksjon i vekten; gjennomsnittsvekten av leveren  reduseres fra ca. 24 gram under rugeperioden til kun 14 gram under ungeperioden! Etter den første nedgangen, holder både kroppsvekt og det basale stoffskiftet seg relativt konstant ut over ungeperioden.

Målinger av det totale daglige energiforbruket (FMR = BMR + den energi som brukes på aktivitet, termoregulering etc.) viste en signifikant økning i løpet av ungeperioden. Dette henger sammen med det økende behov for mat hos ungene når disse blir eldre, noe som igjen betyr at de voksne må bruke mer energi på furasjering. Dette er svært interessant, fordi dette skjer samtidig med at det basale stoffskiftet går ned. Normalt har det vært antatt, at det er en funksjonell kopling mellom BMR og FMR. Dette har vært forklart med at en økt energiflux gjennom kroppen (økt daglig energiforbruk), må innebære et større metabolsk ’støtteapparat’, et forhold som igjen vil bety et økt basalt stoffskifte. Resultatene fra dette studiet går således direkte imot denne antatte koplingen mellom BMR og FMR.
 

Resultatene fra prosjektet er derfor oppsiktsvekkende, idet vi har vist at BMR og FMR kan endres uavhengig av hverandre. Det er lett å se, at det kan ligge en evolusjonær fordel i et redusert BMR under ungeperioden, fordi dette bevirker at foreldrefuglene ikke trenger å bruke så mye av deres energi på opprettholdelse av de basale kroppsfunksjoner, men kan allokere mer energi til ungene. Det er vanskeligere å forklare hvordan de adulte er i stand til å øke det daglige energiforbruket uten at dette innvirker på BMR. Vi har ikke noen forklaring på disse paradoksale funnene, men har spekulert i, om foreldrefuglene i kortere perioden selektivt kan ’deaktivere’ deres eget energi-opptak gjennom magetarm-systemet. Det hensiktsmessige i et slikt scenario kunne være evnen til da å kunne fore ungene med relativt ’friskt’ mat flere timer etter at foreldrefuglene har returnert fra havet.
 
Sammenfattende kan man si, at resultatene fra prosjektet har vist at Krykkjen har en unik evne til å regulere BMR og FMR og at disse metabolske parametre ikke nødvendigvis trenger å være koplede. Kanskje dette har vært en viktig fysiologisk faktor for å kunne tilpasse seg et arktisk miljø.

Publikasjoner fra prosjektet:

  • Bech, C., I. Langseth and G.W. Gabrielsen (1999). Repeatability of basal metabolism in breeding female Kittiwakes Rissa tridactyla. Proc. R. Soc. Lond. B. 266: 2161-2167.
  • Bech, C., I. Langseth, B. Moe, M. Fyhn and G.W. Gabrielsen (2002). The energy economy of the Arctic-breeding Kittiwake (Rissa tridactyla): a review. Comp. Biochem. Physiol. 133: 765-770.
  • Fyhn, M. (1999). Daglig energiforbruk hos adulte krykkjer (Rissa tridactyla) under ungeperioden. Hovedfagsoppgave, Universitetet i Tromsø.
  • Fyhn, M., G.W. Gabrielsen, E.S. Nordøy, B. Moe, I. Langseth and C. Bech (2001). Individual variation in field metabolic rate of Kittiwakes (Rissa tridactyla) during the chick-rearing period. Physiol. Biochem. Zool. 74: 343-355.
  • Fyhn, M., G.W. Gabrielsen, E.S. Nordøy, I. Langseth, and C. Bech (1998). Variation in daily energy -expenditure of black-legged kittiwakes (Rissa tridactyla) during the chick rearing period. In (ed. Hohtola, E. and S. Saarela): Symposium of Avian Thermal Physiology and Energetics. Univ. Oulu, Finland, p. 15. (abstract)
  • Langseth, I., B. Moe and C. Bech (2000). Changes in body mass, body composition and basal metabolic rate in breeding female Kittiwakes. Comp. Biochem. Physiol. B. 126 (Suppl. 1): S59 (abstract)
  • Langseth, I., B. Moe and C. Bech (2001). Body mass reduction in breeding female Kittiwakes (Rissa tridactyla): An adaptation to reduce maintenance costs? Atlantic Seabirds 3: 165-178.
  • Langseth, I., B. Moe, M. Fyhn, G.W. Gabrielsen and C. Bech (2000). Flexibility of basal metabolic rate in arctic breeding kittiwakes (Rissa tridactyla). In: Heldmaier, G. and Klingenspor, M. (eds.): Life in the Cold. Springer-Verlag: Heidelberg and New York, pp. 471-477.
  • Moe, B. (1998). Vektdynamikk hos hekkende krykkje (Rissa tridactyla) på Svalbard. Adaptasjoner eller reproduktivt stress? Hovedfagsoppgave, Zoologisk Institutt, NTNU, Trondheim.
  • Moe, B., I. Langseth, M. Fyhn, G.W. Gabrielsen and C. Bech (2002). Changes in body condition in breeding Kittiwakes Rissa tridactyla. J. Avian Biol. 33: 225-234.
  • Næss, I. (1999). Vekst og utvikling hos krykkjeunger (Rissa tridactyla) på Svalbard. Er blodets hemoglobininnhold et mål på ungenes kondisjon? Hovedfagsoppgave, Zoologisk Institutt, NTNU, Trondheim.
  • Tessem, M.-B. (2002). Ontogenetic development of metabolic rate and evaporative water loss in chicks of black-legged Kittiwakes (Rissa tridactyla). Hovedfagsoppgave, Zoologisk Institutt, NTNU, Trondheim.

  •