Assessment of a Passive Plankton Sampler Technology for Monitoring Densities of Planktonic Sea Lice (Lepeophtheirus salmonis & Caligus elongatus) in the Hardangerfjord
De to artene av havlus, Lepeophtheirus salmonis og Caligus elongatus, er ektoparasittiske hoppekreps som utgjør den største parasittiske trusselen i lakseoppdrett og mot bestander av vill laksefisk i Norge. De to artenes livssyklus starter med tre planktoniske larvestadier, der larvene spres i åpent vann, avhengig av å finne og infestere en egnet vert for å overleve. Overføring av lakselus mellom oppdrettsanlegg og mellom domestisert- og vill laksefisk skjer hovedsakelig i disse planktoniske stadiene. Miljømessige og økonomiske problemer knyttet til utbrudd av havlus har utviklet seg i takt med økt akvakulturproduksjon, og det har derfor oppstått et behov for å overvåke tetthet av havlus langs kysten. Utvikling av effektive og presise teknikker for å kvantifisere planktonisk havlus har derfor blitt avgjørende, for å undersøke forekomst og fordeling av de planktoniske stadiene i fjorder og i kystområder.
Evnen til en passiv planktonsamler (PPS) for å samle planktonisk L. salmonis og C. elongatus ble derfor studert i to fjordsystemer i Hardanger, lokalisert i Vestland fylke, Vest-Norge. Over en måned ble planktoniske prøver samlet inn fra tolv PPS-er satt ut ved seks ulike lokasjoner. Samtidig ble miljøparametere (temperatur og salinitet) overvåket i vannsøylen ved bruk av sensorer festet til en PPS ved hver studielokalitet. Nivåer av L. salmonis og C. elongatus i innsamlede prøver ble analysert ved hjelp av DNA-basert kvantifisering, med artsspesifikke markører kombinert med ddPCR-teknologi. Statistiske analyser ble brukt for å vurdere innsamlede havlus, variasjon mellom lokaliteter, påliteligheten til PPS-og laboratoriemetodikken, samt effekten av temperatur og salinitet på innsamling av havlus.
Denne studien demonstrerte en vellykket innsamling og analyse av C. elongatus og L. salmonis-larver ved bruk av PPS og DNA-basert kvantifisering i kombinasjon. Laboratorieanalysen viste et høyt nivå av pålitelighet, mens målingene utført av PPSene viste en noe lavere pålitelighet, muligens forårsaket av eksterne faktorer som kan påvirke innsamling av planktonisk havlus. Det ble samlet inn et større antall larver av L. salmonis enn av C. elongatus, muligens som følge av sesongmessige forekomster av C. elongatus. Signifikante variasjoner i innsamling og konsentrasjon av L. salmonis ble oppdaget mellom de ulike lokalitetene, med en høyere innsamling av larver ved lokaliteter nærmere oppdrettsanlegg. Høyere lusenivåer ble dokumentert i det nordlige studieområdet, i tråd med den modellerte luseforekomsten i fjordsystemene. Ingen signifikante effekter av salinitet eller temperatur på innsamling av L. salmonis ble funnet. Studien konkluderte med at PPS, med implementerte foreslåtte forbedringer, i kombinasjon med DNA-basert kvantifisering, evalueres som en egnet metode for vurdering av planktonisk havlus i fjordsystemer og kystområder.
The two species of sea lice, Lepeophtheirus salmonis and Caligus elongatus, are ectoparasitic copepods causing the greatest parasitical threat to salmonid aquaculture and wild salmonid stocks in Norway. The life cycle of the two species begins with three planktonic larvae stages, during which the larvae disperse in open waters dependent on locating and infesting a suitable host for survival. Transmission of sea lice between aquaculture facilities and between domesticated and wild salmonids are mainly occurring in these planktonic stages. Environmental and economic issues related to sea lice outbreaks have developed in line with increased aquaculture production, hence a need for monitoring densities of sea lice along the coast has arisen. Development of efficient and precise techniques for quantifying planktonic sea lice for investigating abundance and distribution of the planktonic stages in fjords and coastal waters have therefore become crucial.
In this context, the ability of a passive plankton sampler (PPS) for collecting planktonic L. salmonis and C. elongatus was studied in two fjord systems in Hardanger, Vestland County, western Norway. Over a one-month period, planktonic samples were collected from 12 PPS deployed at six separate locations. Simultaneously, environmental parameters (temperature and salinity) were monitored in the water column using sensors attached to a PPS at each study location. Levels of L. salmonis and C. elongatus in the collected samples were analysed using DNA-based quantification, with species-specific assays combined with ddPCR technology. Statistical analyses were used to assess collected sea lice, variance between localities, the reliability of the PPS and laboratory methodology and effects of temperature and salinity on sea lice collection.
This study demonstrated a successful collection and analyzation of C. elongatus and L. salmonis larvae using the PPS and DNA-based quantification in combination. The laboratory analysis showed a high level of reliability while PPS measurements exhibited a lower degree of reliability, potentially due to external factors influencing planktonic sea lice collection. The collection of L. salmonis larvae exceeded that of C. elongatus, possibly attributed to seasonal fluctuations of C. elongatus. Significant variations in collection and concentration of L. salmonis were discovered between the localities assessed, with higher collection of larvae at localities situated closer to aquaculture farms. Higher lice loads were documented in the northern study area, in line with the modelled larvae abundance of the fjordsystems. No significant effects of salinity or temperature on collection of L. salmonis were found in this study. Concludingly, the PPS with implemented suggested enhancements, in combination with DNA-based quantification, was recognized as an applicable methodology for assessing planktonic sea lice in fjords and coastal waters.