Så hittar laxen hem igen

Laxfiskarna har en enastående förmåga att hitta till sina hemmavatten för att fortplanta sig. När laxar och havsöringar vandrar upp från havet för att leka, kan de inte bara återfinna sin hemälv, utan ofta till och med det biflöde och den speciella forssträcka där de en gång föddes.

År 1966 föreslog den amerikanska professorn Arthur Hasler att stillahavslax använder framför allt luktsinnet för att hitta tillbaka hem. Men vad är det för lukter som fiskarna följer? Och räcker det med bara lukten?

Jag besökte Arthur Hasler i USA sommaren 1970. Han poängterade då att det borde finnas goda möjligheter att undersöka lukthypotesen i svenska vatten. Laxar som sätts ut i svenska vatten utrustas nämligen med tydliga nummerbrickor, och dessutom har vi i Sverige bra återfångststatistik på märkta fiskar.

Eftersom jag tidigare hade forskat om huvudets och särskilt nosens struktur hos fisk, var det naturligt att börja undersöka luktorganen och om Haslers lukthypotes även kunde tillämpas på vår östersjölax. Denna laxart är av ett helt annat släkte än stillahavslaxen, nämligen Salmo, och kan vandra hem från havet flera gånger för att leka. Det gör inte stillahavslaxen. Den dör efter att ha lekt första gången.

Den nykläckta lax- och havsöringen stannar 2–3 år i hemvattnen. Fiskarna vandrar sedan ut i havet till speciella områden för att äta sig stora. Mina fältexperiment i Indalsälven visade att storleken på dessa områden varierar. Hos havsöringen från Bergeforsen i Indalsälven är området där de äter upp sig cirka 200 kilometer på varje sida om älvens mynning. Lax från Bergeforsen, däremot, vandrar huvudsakligen söderut och mycket längre än havsöringen. Laxen kan ha nästan hela Östersjön som sitt område.

Med hjälp av ljus- och elektronmikroskopi på både ung och vuxen baltisk havsöring, Salmo trutta trutta, och ung östersjölax, Salmo salar, kunde jag visa att dessa arter har mycket veckade och välutvecklade luktorgan. De är väl anpassade för vandring och orientering, även i nedsmutsade vatten. Jag använde också utvandringsfärdig fisk från Bergeforsen i Indalsälven för mina studier av lukthypotesen och för att göra fältexperiment på östersjölax och havsöring.

Det finns i princip två hypoteser om de kemiska signalämnenas ursprung och hur fisken kan känna igen dessa och orientera sig efter dem. Den första hypotesen brukar kallas präglingshypotesen och den andra går under namnet feromonhypotesen.

Fältexperiment tyder på att laxfiskar kan identifiera sitt hemvatten med hjälp av kemiska ämnen från klippor, jord och växter, som skapar en unik kombination av dofter. Fisken präglas på dessa dofter under uppväxten i älvmynningen, just innan de vandrar ut i havet. Mina studier av luktorgan hos laxungar visar också att luktorganen utvecklas framför allt under smoltstadiet, just innan fiskarna vandrar ut från älven. Den hemvandrande mogna fisken kan sedan känna igen lukten av sin älv och älvmynning och simma uppströms, tills de känner igen den plats där rommen kläcktes. Denna prägling är en permanent inlärning under en bestämd känslig period i djurens unga liv. Begreppet prägling beskrevs först av Nobelpristagaren Konrad Lorenz på gäss. Fenomenet är artspecifikt och ärftligt.

Enligt den så kallade feromonhypotesen styrs fisk som vandrar hem från havet av luktämnen som är specifika för en given art och grupp av fiskar. De är alltså inte präglade på lukten av sin födelseplats, utan på lukten från de fiskar som är födda på samma plats. Luktämnena kallas feromoner och kommer ut som spår i vattnet när unga fiskar är på väg nedför älven. Feromonerna består främst av gallsalter som utsöndras från fiskynglens tarm.

Dessa båda hypoteser har diskuterats flitigt, och kontroverser har förekommit. Olika uppfattningar gäller också om hur laxarna orienterar sig i öppna havet och från havet till kustvattnen. Laxarna kan söka både horisontellt och vertikalt och jämföra luktkoncentration och strömstruktur. Även orientering efter temperaturskillnader, sol, stjärnor och jordens magnetfält har diskuterats.

En annan svårighet gäller huruvida laxfiskar präglas bara en gång eller flera gånger – löpande – under vistelsen i älvens sötvatten. Ung fisk som rör sig nedströms kan möjligen lära sig en serie luktspår vid varje större älvförgrening och använda detta minne när de vandrar upp som lekmogen fisk.

Mina fältexperiment på havsöring från Indalsälven bekräftade luktsinnets stora betydelse för deras hemorientering. De halvvuxna fiskarna – gallöringen – som vänder hem för första gången, orienterar huvudsakligen med hjälp av sina effektivt fungerande luktorgan. Men fältexperimenten visade också att den mogna vuxna havsöringen, som vandrar hem för andra gången, även använder synsinnet för att känna igen sig i älven. Stora stenar, grund och uddar kan därför också ha betydelse.

Stillahavslaxen använder visserligen kemiska signaler för att känna igen hemälven och vandra upp i den. Men de använder också sidolinjeorganen, som registrerar strömhastighet och -riktning. Amerikanska studier på silverlax (Oncorhynchus kisutch) har visat att fisken söker från strand till strand i älvmynningen och sedan, med hjälp av strömriktningen och sidolinjeorganen, simmar ganska rakt upp i älven. Men om fiskarna kommer förbi förgreningen och hemdoften därmed försvinner, simmar de tillbaka tills de får tillbaka vittringen. Genom denna sicksackande orientering följer de sedan kanten på luktfältet och hittar därigenom in i sin älvgren, där de på nytt söker från strand till strand och sedan återgår till att simma mot strömmen med hjälp av sina sidolinjeorgan.

Nya rön visar dessutom att även smaksinnet kan ha betydelse för hemorienteringen hos vandringsfisk, särskilt för att upptäcka föroreningar i vattnet. Både lukt- och smakreceptorer är mycket känsliga och gör det möjligt för fisken att känna av aminosyror och gallsalter i väldigt små koncentrationer. Bland fiskarter vars smakrespons på aminosyror systematiskt har analyserats har man funnit två grupper: de som har många typer av receptorer som svarar på en stor mängd aminosyror och de som har bara en eller två typer av receptorer som svarar på en eller ett fåtal aminosyror. Den senare är troligen ursprungstypen av smakreceptorer och registrerar primärt aminosyror som kommer från bytesdjur. Denna enkla typ finns hos några rödingarter.

Vomeronasalorganet, även kallat Jacobsons organ, sitter i nosen på många landlevande ryggradsdjur. Det används främst för att registrera feromoner och saknas hos fiskar, förutom hos lungfiskarna. Men zoofysiologen Toshiaki Hara har nyligen upptäckt att en del av fiskarnas luktorgan registrerar luktsignaler i allmänhet och en annan del är särskilt inriktad på att upptäcka feromoner. Men fiskarna tycks prioritera mellan signalerna: vissa är viktigare och mer dominanta än andra.

Min forskning tyder på att fiskarna rangordnar sin användning av olika sinnesorgan när de ska orientera sig. Luktsinnet används för upprepad hemorientering hos både laxen och havsöringen. Men havsöringen kan också använda synen och troligen även andra sinnen, som smak, sidolinjeorgan och olika hudreceptorer, för registrering av skillnader i temperatur- och salthaltskillnader, när den vandrar hem för att leka. Sinnesorganen är därför integrerade med varandra. Luktsinnet är dock viktigast för att hemorienteringen ska lyckas, det visar mina fältexperiment. Denna teori stöder alltså delvis Arthur Haslers lukthypotes från 1966, men den inbegriper också andra sinnesorgan för att kunna förklara laxens och havsöringens fascinerande orienteringsförmåga.

Om forskaren: Gunnar Bertmar

Gunnar Bertmar är expert på fiskarnas luktsinne. Han har varit gästprofessor i USA och Kanada samt docent vid Umeå universitet. Han har även titeln jubeldoktor vid Stockholms universitet. 

Laxarnas hemlighet

1 | Hur blev du intresserad av laxfiskarnas ekologi och förmåga att hitta hem?

– År 1966 presenterade professor Arthur Hasler teorin att stillhavslax orienterar sig med enbart luktsinnet när de återvänder till födelsevattnen för att leka. Jag ville undersöka om denna teori stämde på lax och havsöring i svenska vatten.

2 | Vilka mysterier återstår när det gäller laxfiskarnas liv och leverne?

– Smak, strömriktning, temperatur och salthalt spelar sannolikt en viktig roll för  orienteringsförmågan. Kanske även sol, stjärnor och jordens magnetism.

3 | Hur ska vi skydda våra bestånd av vandrande lax?

– Genom att reglera havsfisket bättre, stoppa försurning och nedsmutsning och underlätta hemvandringen med förbättrade laxtrappor och rensning av gamla flottleder. Den nya laxtrappan vid Stornorrfors kraftverk i Umeälven är ett föredöme.