Ecological and evolutionary consequences of ecosystem warming in fish

Klimatuppvärmning tvingar ektotermiska organismer att förändra sin utbredning eller migrationsmönster, acklimatisera eller anpassa sig till nya temperaturer för att överleva. Fisk spelar avgörande roller i ekosystemet och har stort socioekonomiskt värde och många studier har därför gjorts på hur klimatuppvärmning påverkar fisk. Emellertid kvarstår frågan om uppvärmning inducerar evolution i vilda fiskpopulationer över tid, och hur sådana evolutionära effekter kan påverka ekologiska samhällen och ekosystem mer generellt. I denna avhandling har jag studerat fyra decennier av ekosystemuppvärmning i ett artificiellt uppvärmt område. Jag analyserade uppvärmningseffekterna på fisk genom att jämföra egenskaper och genom hos abborre från detta område och ett angränsande ouppvärmt område. Mina analyser av data på egenskaper visade att abborrarna blir könsmogna tidigare och vid mindre kroppsstorlekar samt har ökad reproduktiv investering i de första generationerna som utsattes för uppvärmning. Med tiden varierade storleken vid könsmognad mer, vilket tyder på evolutionära komponenter i dessa egenskapers respons. Genom att använda ett DNA-extraktionsprotokoll som jag utvecklade, erhöll jag högkvalitativa helgenomsekvenseringsdata från arkiverade benprover och samtida muskelprover. Genetiska selektionssignaturer i enbaspolymorfier identifierades hos abborre från det uppvärmda området som skiljer sig från de i det ouppvärmda området vid de tre tidpunkterna, vilket tyder på naturligt urval på grund av uppvärmning. Slutligen genomförde jag ett mesokosmexperiment där jag utsatte en mindre pelagisk näringsväv för en temperaturgradient. Fiskyngel som härstammade från det uppvärmda området kan ha anpassat sin födosökning till följd av uppvärmningen, vilket återspeglades av responsen hos art- och storlekssammansättningen i djurplanktonsamhället som utgör deras byten. Sammanfattningsvis visar avhandlingen att uppvärmning kan leda till evolutionära och ekologiska konsekvenser för fisk i det vilda, och den understryker hur sådana konsekvenser kan spridas genom artinteraktioner och påverka andra komponenter i ekosystemet. Denna avhandling belyser behovet av att syntetisera forskning inom ekologi och evolution för att förstå hur ektoterma organismer svarar på temperaturökning samt de biologiska processer som är involverade i denna tid av intensifierande klimatuppvärmningsutmaningar.