Hormonstörningar och fortplantningsproblem hos fisk

Effekter av enskilda kemikalier eller komplexa föroreningsutsläpp på fiskars fort- plantningsfunktion och fekunditet är allvarliga störningar som på sikt skulle kunna resultera i förändringar på populationsnivå. Sådana miljögiftsinducerade popula- tionsförändringar är dock mycket svåra att påvisa eftersom förändringarna sällan kan isoleras från många andra faktorer och olika ekologiska interaktioner. Det finns därför få studier som har visat att en störd fortplantning hos fiskar har resulterat i en minskad population. Tidigare nämnda observationer i recipienter för klorbleke- riutsläpp under 1980-talet (se avsnitt 6.1.1) är ett unikt exempel där fortplantnings- törningar på individnivå, nedsatt yngelproduktion och minskad fiskpopulation kunde påvisas längs en föroreningsgradient. Ett annat exempel på senare år är stör- ningarna av kustfiskrekryteringen i vissa av Östersjöns ytterskärgårdar där en minskad yngelproduktion lett till kraftiga populationsminskningar (se avsnitt 7.1). I detta fall tycks dock fortplantning, embryonalutveckling och kläckning av fiskyng- el vara helt normala. Den minskade rekryteringen av kustfisk beror således inte på en störd fortplantningsfunktion utan är sannolikt resultatet av brist på djurplankton som gör att fiskyngel svälter ihjäl. Det har inte heller kunnat påvisas någon direkt koppling av rekryteringsstörningarna till miljögiftsbelastningen.

Den allvarligaste och mest storskaliga fortplantnings-/utvecklingsstörning som drabbat fiskar i svenska vatten är det s.k. M74-syndromet hos Östersjölax. Denna svårförklarade sjukdom beskrivs i nedanstående avsnitt. Därefter presenteras andra observerade störningar på fiskars fortplantningsfunktion, som ofta är förknippade med utsläpp av olika hormonstörande kemikalier i vattenmiljön.

M74-SYNDROMET - EN MYSTISK SJUKDOM HOS LAXAR

År 1974 observerades allvarliga sjukdomssymptom och en kraftigt förhöjd dödlig- het hos Östersjölaxens gulesäcksyngel. Sjukdomen fick benämningen M74- syndromet, där M står för ”miljöbetingad” och 74 anger det årtal (1974) då den upptäcktes (Norrgren et al., 1993). M74 påvisades först i laxodlingar, men det har visat sig att även den naturliga laxrekryteringen är påverkad. Sjukdomen drabbar Östersjölaxens yngel i gulesäcksstadiet, d.v.s. under den period då ynglen fortfa- rande lever på den näring de fått med sig i rommen (Norrgren et al., 1993; Bengts- son et al., 1999). M74-syndromet har observerats hos gulesäcksyngel av Östersjö- lax i svenska och finska älvar. Däremot tycks syndromet inte drabba Östersjölax i älvar i Polen och Lettland, lax på svenska västkusten eller lax i Vänern (samman- fattat av Vuori & Nikinmaa, 2007). Symptom som påminner om M74 förekommer även hos havsöring i Östersjön, men i mer begränsad omfattning. M74-syndromet visar också stora likheter med Early Mortality Syndrome (EMS) hos laxfiskar i Stora Sjöarna i Nordamerika och Finger Lakes i New York (Fitzsimons et al., 1999). Svenska undersökningar har visat att omfattningen av M74 uppvisar stora variationer mellan åren. Före 1974 var mortaliteten hos laxyngel obefintlig eller på en mycket låg nivå, medan mellan 25 och 80 % av laxkullarna kunde vara drabba- de under 1990-talet. Därefter har yngeldödligheten sjunkit betydligt (Bengtsson et al., 1999; Vuori & Nikinmaa, 2007). Olika aspekter av M74-syndromet har stude-

rats ingående i det svenska forskningsprojektet FiRe (presenterat i temanummer av Ambio, Vol. 28, No 1, 1999).

Symptomen hos M74-ynglen är väl beskrivna (Lundström et al., 1998; Lund- ström et al., 1999). Mellan 3 och 5 veckor efter kläckning drabbas ynglen bland annat av hyperaktivitet, okoordinerade rörelser, stört simbeteende, hyperpigmente- ring av huden, nedsatt resorption av gulesäcken, långsammare hjärtrytm, och onormala inre blödningar. Patologiska förändringar, såsom leverskador och döda celler i hjärnan, har också dokumenterats hos sjuka yngel. Även den vuxna avels- laxen av båda könen uppvisar påtagliga neurologiska störningar.

Den primära orsaken till M74 är inte klarlagd. Det är dock väl belagt att en avgörande faktor bakom symptomen är brist på tiamin (vitamin B1) hos ynglen (Amcoff et al., 1999). Även de lekmogna honorna och deras rom har låga nivåer av tiamin. Utvecklingen av sjukdomen kan förhindras genom behandling av den vuxna fisken och gulesäcksyngel med tiamin. Detta är således en möjlig behand- lingsform i kompensationsodlingar om utbrotten av M74 ökar. Däremot är sådan behandling inte möjlig att genomföra för den naturligt lekande populationen av Östersjölax. Den bakomliggande orsaken till tiaminbristen är fortfarande ett mysterium. En förklaring som ofta förs fram är att den skulle bero på storskaliga förändringar i näringsväven i Östersjön, vilka resulterat i lågt tiamininnehåll eller ökad förekomst av tiaminnedbrytande enzymer i laxens födoorganismer. Det har även visats att oxidativ stress och låga halter av antioxidanter, som astaxantin och karotenoider, har betydelse för utvecklingen av de symptom som är förknippade med M74-syndromet (Lundström et al., 1999; Pettersson & Lignell, 1999; Vuori & Nikinmaa, 2007).

Miljögifter finns också med i bilden som en möjlig bidragande faktor till ut- vecklingen av M74 hos Östersjölax och även EMS hos laxfiskar i nordamerikanska sjöar (Bengtsson et al., 1999; Fitzsimons et al., 1999). Motstridiga resultat har rapporterats från analyser av klorerade och bromerade ämnen hos friska laxhonor respektive honor vilkas yngel utvecklar M74. I en svensk undersökning (Asplund et al., 1999) observerades inga skillnader i koncentrationer av ett flertal kända klo- rerade och bromerade ämnen mellan de två grupperna. Däremot har en annan stu- die visat en positiv korrelation mellan M74-dödlighet och halter av polyklorerade dibensofuraner, plana PCBer, och andra klorerade ämnen i muskel hos lax från en finsk älv (Vourinen et al., 1997). Östersjön och Stora Sjöarna i Nordamerika är relativt slutna vattensystem som är kraftigt kontaminerade med halogenerade orga- niska miljögifter. Även om det inte har kunnat påvisas något entydigt samband mellan M74 och specifika organiska halogenföreningar, så kan man inte utesluta interaktioner mellan exponering för kända organiska miljögifter och andra faktorer, eller att idag okända ämnen är involverade i och bidrar till utvecklingen av M74- syndromet (Hylland et al., 2003; Vuori & Nikinmaa, 2007).

M74-syndromet utgör ett allvarligt hot mot den vilda laxstammen i Östersjön. Det är därför angeläget med fortsatt bred forskning för att klarlägga möjliga orsa- ker till och mekanismerna bakom denna mystiska och storskaliga fortplantnings- /utvecklingsstörning.

TVÅKÖNADE FISKAR OCH ANDRA FORTPLANTNINGSSTÖRNINGAR

I tidigare avsnitt har presenterats några exempel på hur vildlevande fiskar efter exponering för komplexa utsläpp uppvisar tecken på störd fortplantning. Hos fiskar i förorenade områden, såsom Molnbyggen (avsnitt 6.1.3), vattnen kring Stockholm (avsnitt 6.1.4) och ån Viskan (avsnitt 6.1.5) har påvisats ofullständigt utvecklade gonader. Löpande effektövervakning i referensområden i Egentliga Östersjön och Bottniska viken har visat att abborre successivt har fått allt mindre gonader under perioden 1988 – 2007 (se nedan 6.1.7). Dessa observationer tyder på en hämmad gonadutveckling eller försenad könsmognad. Ytterligare indikationer på fortplant- ningsstörningar hos olika fiskarter i Östersjön har sammanfattats av Norrgren et al (1998). Nämnda observationer är allvarliga varningssignaler om att fortplantnings- förmågan hos fiskar kan vara försämrad både i opåverkade referensområden och i komplext förorenade områden.

Ett flertal studier i andra länder har påvisat reproduktionstörningar hos vildle- vande fiskar och dessa störningar har ofta kopplats till utsläpp av hormonstörande ämnen, s.k. endocrine disrupting chemicals (EDCs). I många europeiska älvar har man observerat förhöjd frekvens av intersex, d.v.s. tvåkönade fiskar (Jobling et al., 1998; van Aerle et al., 2001; Vigano et al., 2001; Vethaak et al., 2002). Det finns även undersökningar som visar att fiskar i marina kustområden uppvisar liknande fortplantnings- och utvecklingsstörningar (Minier et al., 2000; Gercken & Sordyl, 2002; Kirby et al., 2004; Gercken et al., 2006). Tvåkönighet och liknande effekter har oftast observerats i anslutning till utsläpp från kommunala reningsverk och satts i samband med exponering för potenta kemiska ämnen som liknar kroppens egna könshormoner. De flesta studier har fokuserat på utsläpp av ämnen med östrogen aktivitet i halter som gör att unga fiskar och hanfiskar börjar producera vitellogenin, ett ägguleprotein som normalt bara förekommer hos könsmogna hon- fiskar. Sådana östrogena effekter har observerats hos regnbågar och karpar som exponerats i nätburar nedströms kommunala reningsverk i England (Purdom et al., 1994; Harries et al., 1996; Harries et al., 1997). I Sverige har en studie visat att syntetiska östrogener kan biokoncentreras mycket kraftigt och orsaka östrogena effekter hos regnbåge som exponerats i nätkassar nedströms ett kommunalt av- loppsreningsverk (Larsson et al., 1999). Ett flertal östrogena ämnen (naturliga östrogener som östradiol och estron, syntetiska östrogener som etinylöstradiol, 4- oktylfenol och 4-nonylfenol, bisfenol A och ftalater) har påvisats i avloppsvatten från kommunala reningsverk (Desbrow et al., 1998; Lye et al., 1999; Ternes et al., 1999; Larsson et al., 1999; Körner et al., 2000; Sprengler et al., 2001). Även ut- släpp från pappersmassaindustrier har orsakat östrogena effekter hos fiskar (Mella- nen et al., 1999; Tremblay & van der Kraak, 1999; van den Heuvel & Ellis, 2002). Under senare år har även ämnen som liknar det manliga könshormonet testoste- ron påvisats i avloppsvatten från kommunala reningsverk (Thomas et al., 2002). Dessutom tyder maskulinisering av fiskar i recipienten för pappersmassafabriker i USA (Cody & Bortone, 1997; Bortone & Cody, 1999) och skev könskvot hos tång- lake med en onormalt stor andel hanyngel utanför en svensk massaindustri (Lars- son et al., 2000; Larsson & Förlin, 2002; Förlin et al., 2004) på exponering för ämnen med androgen aktivitet. Sistnämnda observation om androgen effekt hos

fisk har bekräftats i olika laboratorieexperiment där storspigg (Katsiadaki et al., 2002), guppy (Larsson et al., 2002) och zebrafisk (Örn et al., 2006) exponerats för avloppsvatten från samma svenska massafabrik. Det tyder på att det i avloppsvatt- nen från skogsindustrier kan finnas potenta androgener som troligen bildas från naturliga växtsteroler i vedråvaran.

I syfte att kartlägga förekomsten av hormonstörande ämnen och deras effekter på fiskars fortplantning har en omfattande studie genomförts i ett 10-tal recipienter för reningsverk och massaindustrier längs Östersjökusten (Pettersson et al., 2007). Hos juvenil storspigg som fångades nära utsläppen mättes halter av spiggin respek- tive vitellogenin. Dessutom bestämdes könskvoter och förekomst av intersex. Vi- dare analyserades halterna av ämnen med östrogen respektive androgen aktivitet i gallvätska från abborrar i närheten av utsläppen. Inga tecken på östrogena eller androgena effekter kunde påvisas hos storpiggen i de undersökta recipienterna. I gallan hos abborre observerades inte heller några förhöjda halter av naturliga eller syntetiska östrogena eller androgena ämnen. Resultaten visar att endokrina stör- ningar av den typ som observerats hos fiskar utanför liknande punktkällor i andra länder inte kunde påvisas i de undersökta kustområdena i Östersjön.

Effekter på fiskars könsutveckling av östrogena och androgena ämnen i av- loppsvatten från reningsverk och industrier tycks alltså idag inte vara ett utbrett problem i svenska vatten. Detta antagande stöds av en studie där regnbågar sattes ut i nätkassar utanför ett 30-tal svenska reningsverk. Endast i några enstaka fall kunde förhöjda halter av vitellogenin påvisas (Norrgren, 2001). Detta tyder på att vi har en relativt väl fungerande biologisk rening vid de flesta svenska reningsverk och att vi till skillnad från många andra länder har mycket vatten som gör att ut- spädningen av avloppsvattnet är stor. Även effekterna av hormonstörande ämnen från moderna massaindustrier i Sverige tycks vara ett problem som främst är be- gränsat till närområdet.

Sammanfattningsvis tyder genomförda undersökningar på att omfattningen av reproduktionsstörningar hos fisk utanför enskilda punktkällor (ex. reningsverk, pappersmassaindustrier) i svenska vattenmiljöer är mindre än i många andra länder och att sådana effekter i den mån de förekommer har en begränsad geografisk ut- bredning närmast utsläppen.

6.1.7 Hur frisk är kustfisken i ”opåverkade” referensområden?