Lonneke Ijsseldijk

Bruinvissen zijn charismatische en beschermde dieren. Dit heeft als gevolg dat er een brede maatschappelijke, wetenschappelijke en politieke interesse is in hun gezondheid en welzijn. Bruinvissen zijn een integraal onderdeel van het mariene voedselweb en hebben een algemene verspreiding, wat erin resulteert dat ze een focussoort zijn in veel onderzoeksprogramma’s die de toestand van het milieu in de zee monitoren. Deze programma's zijn over het algemeen gericht op het vergroten van de kennis over de invloed van mensgerelateerde activiteiten op zee en op de bruinvispopulaties, met als doel het beschermen en behouden van deze dieren en hun leefgebied.

De Noordzee is wereldwijd gezien een enorm druk gebied waar veel menselijke activiteiten, veelal tegelijkertijd, plaatsvinden. Bruinvissen zijn in de Noordzee de meest voorkomende walvissoort, met een geschat aantal van zo’n 350.000 individuen. Een hoog aantal bruinvissen gecombineerd met veel menselijke activiteiten betekent dat veel dieren worden blootgesteld aan verschillende bedreigingen. Dit zijn onder andere visserij, chemische vervuiling en onderwatergeluid van verschillende bronnen, zoals de scheepvaart, seismisch onderzoek en ontploffingen van oude munitie. Aanvullend daarop is er de laatste jaren een stijging van het aantal offshore-activiteiten voor de bouw van onder andere windparken. Ook worden de grootschalige effecten van klimaatverandering, zoals veranderingen in prooi kwantiteit en kwaliteit, steeds duidelijker zichtbaar. Individuele en cumulatieve stressoren bedreigen de directe overleving van individuele bruinvissen, maar kunnen ook niet-dodelijke effecten veroorzaken die van invloed zijn op de levensvatbaarheid van de populatie en de gezondheid van het milieu.

Een vijfde van de gehele bruinvispopulatie leeft in het Nederlandse gedeelte van de Noordzee. Een hoog aantal kustwaarnemingen in Nederland correspondeert met een hoog aantallen strandingen. Strandingsregistratie wordt door het vrijwillige strandingsnetwerk gedaan. Daarnaast wordt een deel van de gestrande bruinvissen postmortaal onderzocht om hun doodsoorzaak en gezondheidsstatus te monitoren. Tijdens de secties worden ook monsters genomen voor aanvullend onderzoek, onder andere naar reproductie, dieet en chemische vervuiling. Deze onderzoeken moeten inzage geven in de gezondheid van de populatie of, in bredere zin, in de gezondheid van het milieu. De beschikbare kennis over bedreigingen en de effecten op bruinvissen is echter onvolledig. Dat komt vooral omdat de meeste onderzoeks- en beheersinspanningen worden uitgevoerd op nationaal niveau, terwijl een grensoverschrijdende en multidisciplinaire benadering een nauwkeurigere beoordeling van de gezondheidstoestand zou overhevelen. Bruinvissen kennen immers geen landgrenzen. Het combineren van meerdere disciplines, waaronder biologie, ecologie, toxicologie, epidemiologie en pathologie, biedt de mogelijkheid om methoden en meetinstrumenten te ontwikkelen die helpen bij het bepalen en beoordelen van de meest relevante natuurlijke en antropogene bedreigingen voor bruinvissen in de Noordzee. De ambitie van dit proefschrift is om bij te dragen aan deze ontwikkeling en de toepassing daarvan.

In hoofdstuk 1 wordt de bruinvis geïntroduceerd als een van de kleinste walvisachtigen en een warmbloedig zeezoogdier, die volledig is aangepast aan het leven in zee. Dat brengt verschillende uitdagingen met zich mee, met in het bijzonder het behouden van een gunstige voedingstoestand. Bruinvissen zijn opportunistische roofdieren en hebben continu voedsel nodig om aan hun energiebehoefte te voldoen, aangezien zij tot 10% van hun eigen lichaamsgewicht aan prooi per dag nodig hebben. Dit geeft ze metabolisch gezien weinig ‘speelruimte’, ze leven op het scherpst van de snede.

In hoofdstuk 2 volgt een overzicht van ontbrekende kennisonderwerpen, met welke bedreigingen bruinvissen te maken hebben en een lijst van onderzoeksindicatoren voor toekomstige monitoring. Dit overzicht is tot stand gekomen door het verzamelen van de meest recente kennis van experts over bedreigingen voor bruinvissen, aan de hand van de zogenaamde Delphi-benadering. Het panel van experts bestond uit mensen die werkzaam zijn binnen bruinvisonderzoek en -beheer, in alle landen rond de Noordzee. De drie belangrijkste onderwerpen waarvan kennis nodig is, zijn volgens het expertpanel: bijvangst, populatiedynamiek en de cumulatieve effecten van meerdere stressoren. Bijvangst werd beoordeeld als de grootste bedreiging voor bruinvissen in de komende 20 jaar, gevolgd door respectievelijk chemische vervuiling en geluidsoverlast. Als meest essentiële indicatoren, die in de toekomst kunnen dienen om de gezondheidstoestand van bruinvissen te monitoren, werden genoemd: onderzoek naar doodsoorzaak, verspreiding, populatiegrootte, habitatgebruik en dieetsamenstelling. Deze resultaten vormden de leidraad voor de thema's van de opvolgende hoofdstukken van dit proefschrift.

Een grootschalige en internationale samenwerking volgde (hoofdstuk 3), waarbij tijdruimtelijke patronen in het aantal bruinvisstrandingen in het Noordzeegebied werden onderzocht. Een dataset met gegevens van 16.181 strandingen over 28 jaar, verkregen van nationale strandingsnetwerken van vijf landen grenzend aan de Noordzee, werd geanalyseerd. Er werd een hoge dichtheid van pasgeboren bruinvissen op de kust van Denemarken en Duitsland gevonden. Dit kan betekenen dat deze regio belangrijk is voor bruinvissen tijdens of vlak na de geboorte. Daarnaast werden grote aantallen jonge mannetjes langs het zuidelijke deel van de Noordzee gevonden, waaronder op de Nederlandse kust. Dit kan een teken zijn dat zwakkere dieren in de populatie vooral in het zuidelijke deel van de Noordzee voorkomen. Ook kan het duiden op een ruimere verspreiding van specifiek jonge mannetjes. Sinds 1990 nam het aantal strandingen in de hele regio toe, met specifiek in het zuidelijke deel van de Noordzee een opvallende toename vanaf 2005. Dit benadrukt de noodzaak om het onderzoek specifiek op dit gebied te richten.

Bijvangst in de visserij werd door experts naar voren gebracht als grootste zorg voor bruinvissen in de Noordzee (hoofdstuk 2) en om die reden werd het de focus van hoofdstuk 4. Bijvangstaantallen kunnen worden vastgesteld door waarnemers aan boord van schepen, elektronische monitoring en het vrijwillig rapporteren door vissers. Dit alles wordt echter niet systematisch gedaan. Secties op gestrande bruinvissen kunnen aanvullend inzicht verschaffen in bijvangstaantallen. Er zijn alleen onzekerheden als het gaat om het vaststellen van bijvangst bij gestrande dieren, voornamelijk door het ontbreken van diagnostische hulpmiddelen die specifiek kunnen bepalen of een dier is overleden als gevolg van verstikking onderwater. Uit de literatuur werden 25 criteria verzameld, die gebruikt worden bij de beoordeling van bijvangst bij kleine walvisachtigen. De aan- of afwezigheid van deze kenmerken zijn vervolgens in kaart gebracht bij bruinvissen die in Nederland uit kieuwnetten verkregen waren (n=12). De aanwezigheid van ‘oppervlakkige incisies’, ‘omcirkelende afdrukken’ en ‘recent voedsel’ werd bij het overgrote deel van de bijvangstgevallen geconstateerd. Andere criteria, zoals 'longoedeem', 'longemfyseem' en 'congestie van organen' werden ook vaak gediagnosticeerd, maar zijn niet-specifieke kenmerken voor verstikking onderwater, omdat dit ook veel wordt gezien bij walvisachtigen met een andere doodsoorzaak. Opvallend was dat met name de criteria 'een gunstige gezondheidstoestand', 'de afwezigheid van ziekte' of 'een goede voedingstoestand' niet van toepassing waren op de meerderheid van de bruinvissen. Bij het beoordelen van de bijvangst onder gestrande bruinvissen worden gevallen met dergelijke pathologische bevindingen vaak uitgesloten. Dit kan leiden tot een onderschatting van het aandeel strandingen dat verband houdt met de visserij.

De volgende studie (hoofdstuk 5) had als focus chemische vervuiling. Met name de overdracht van chemische stoffen bij bruinvissen. Persistente organische verontreinigende stoffen, zoals polychloorbifenylen (PCBs), stapelen op in mariene ecosystemen. Toppredatoren, zoals de bruinvis, hebben daardoor hoge PCB-niveaus in hun weefsel. Er werden metingen gedaan in verschillende weefsels, waaronder blubber, van bruinvissen uit alle leeftijdsgroepen. PCBs worden al aan foetussen doorgegeven via de navelstreng. Het PCB-gehalte neemt vervolgens aanzienlijk toe na de geboorte en zodra het kalf gaat zogen bij de moeder. Moedermelk bevat vooral lager gehalogeneerde stoffen, welke meer toxisch zijn. Pasgeboren bruinvissen worden dus al vroeg in hun leven blootgesteld aan hoge niveaus van verontreinigde stoffen. Van alle onderzochte dieren had 38,5% PCB-concentraties die de drempelwaarde voor negatieve gezondheidseffecten overschreden. Dit waren met name volwassen mannetjes (92,3%). Bij de volwassen vrouwtjes werden veel lagere PCB-niveaus vastgesteld (10,5%), omdat zij die via het geven van melk konden kwijtraken. Daarnaast werd duidelijk dat nutritionele stress leidt tot een hogere afgifte van PCBs via de melk, wat een groter potentieel voor toxiciteit veroorzaakt bij kalveren van vrouwtjes die vermagerd zijn.

In veel literatuur wordt beschreven dat reproductiestoornissen bij kleine walvisachtigen voornamelijk komt door PCB-vervuiling. In hoofdstuk 5 werd echter bij de minderheid van de volwassen vrouwtjes een reproductiestoornis waargenomen. Daarom richtte de volgende studie (hoofdstuk 6) zich op de voortplanting van vrouwelijke bruinvissen, met daarbij in het bijzonder de focus op leeftijd bij geslachtsrijpheid, zwangerschapspercentages en foetale groei. Er werd onderzocht of vrouwtjes de investering in hun foetus opgeven wanneer ze zelf in een slechte fysieke conditie zijn of in verslechterende omgevingsomstandigheden verkeren, vermoedelijk om de eigen overleving voorrang te geven. Gegevens over ziekte, dieet, vetreserves en reproductieve status, verkregen uit postmortaal onderzoek, werden gebruikt. Dit werd aangevuld met informatie over zwangerschappen en geslachtsrijpheid uit de literatuur, vanuit zestien andere leefgebieden van de bruinvis. Deze gegevens werden vervolgens gecorreleerd aan variabelen die de omgevingsconditie weerspiegelen: gemiddelde energiedichtheid van prooi uit de lokale diëten, menselijke activiteiten en PCB-belasting. De voedingsstatus van de moeder bleek significante effecten op de grootte van de foetus te hebben. Vrouwtjes in slechte gezondheid hadden een lagere kans om zwanger te zijn of konden de zwangerschap niet voldragen. Zwangerschap werd het best verklaard door de energiedichtheid van lokale prooi: de groep volwassen vrouwtjes uit populaties die vis aten met hogere energetische waardes had een hoger zwangerschapspercentage dan de groep die vis van lagere energetische waarde had gegeten. De kwaliteit van de gegeten prooi lijkt dus bepalend voor het reproductiesucces van deze diersoort.

Naast antropogene bedreigingen kunnen ook natuurlijk stressoren de gezondheid en het voortbestaan van bruinvissen beïnvloeden. In de Noordzee leeft de veelvoorkomende grijze zeehond (Halichoerus grypus). In een eerdere studie werd dit zeezoogdier al als grootschalige predator van bruinvissen ontmaskerd, maar niet alle zeehonden zijn succesvol in hun predatieaanval. In hoofdstuk 7 wordt een forensische, microbiologische benadering beschreven waarmee werd ontdekt dat de bijtwonden die grijze zeehonden toebrengen, maar waaraan bruinvissen niet direct overlijden, tot chronische en uiteindelijk dodelijke infecties kunnen leiden, namelijk met de bacterie Neisseria animaloris.

Verschillende doodsoorzaken die zijn vastgesteld bij gestrande bruinvissen tussen 2008 en 2019, in het bijzonder door direct-menselijk toedoen, werden beschreven en geanalyseerd in hoofdstuk 8. Hier bleek bijvangst de meest voorkomende doodsoorzaak die wordt veroorzaakt door mensen (17%) en waarbij vooral jonge dieren worden getroffen. Piekperiodes zijn in maart en september, al werd er wel een dalende trend over de jaren gezien. Sommige mens-gerelateerde doodsoorzaken werden zelden gediagnosticeerd, zoals trauma als gevolg van een aanvaring met een schip (2%) en het inslikken van en verstrikking in zwerfvuil (0,3%). Specifieke afwijkingen in het binnenoor konden worden onderzocht bij vijftig bruinvissen en er werden afwijkingen geconstateerd bij twee van deze dieren. Infectieziekten komen naar voren als de grootste doodsoorzaak (32,5%) voornamelijk onder volwassen bruinvissen. Aanvallen van de grijze zeehond waren in 23,5% van de onderzochte gevallen de vermoedelijke doodsoorzaak. In het verleden werden meer acute predatiegevallen geconstateerd, terwijl recentelijk meer bruinvissen met ontstoken bijtwonden werden gevonden. Twee-derde van de pasgeborenen stierf na problemen tijdens de zwangerschap, de geboorte of het zogen. Acute verhongering of ernstige vermagering van onbekende oorsprong was de belangrijkste bevinding voor nog eens 8,6% van de dode bruinvissen.

De beoordeling van patronen in biologische, ecologische en pathologische profielen van individuen is erg belangrijk om veranderingen in de tijd en ruimte te ontdekken. Omdat hoofdstuk 8 een analytisch robuuste benadering miste, is ten slotte een verkennende analyse uitgevoerd van gecombineerde biologische, ecologische en pathologische gegevens die zijn verzameld tijdens het postmortaal onderzoek (hoofdstuk 9). Gebruikmakend van verschillende statistische methoden werden de meest relevante postmortale bevindingen bepaald om doodsoorzaken te categoriseren en voorspellen. Er werden drie clusters in de data gevonden, waarbij leeftijdsklasse, pathologie van de luchtwegen en ontstekingen in meerdere organen het belangrijkste waren in de onderverdeling van die clusters. Externe afdrukken (vermoedelijk van visnetten), wonden door grijze zeehonden en voedingstoestand waren die belangrijkste variabelen voor het voorspellen van doodsoorzaken. Andere kenmerken, zoals planten en zwerfvuil in de magen, geslacht en ijzerophoping in de lever bleken niet informatief om de doodsoorzaak te verklaren of te voorspellen. Deze data-analyses zijn gebaseerd op een groot aantal individuen en maken het dus mogelijk om robuuste trends te ontdekken die niet worden beïnvloed door kleine individuele variatie. De database moet nog worden aangevuld met onder andere data over chemische vervuiling. Daarna kunnen dergelijke analyses informatie verschaffen over bedreigingen die relevant zijn voor de gehele populatie.

Uitgebreid onderzoek van gestrande, dode bruinvissen geeft, naast een algemeen begrip van hun biologie, demografie en ecologie, ons ook inzage in de gezondheid van deze dieren en bedreigingen op individuen en populaties. Momenteel is het monitoringsonderzoek van gestrande dieren één van de zeer weinige efficiënte en effectieve manieren om de invloed van huidige, nieuwe, opkomende en cumulatieve stressoren op bruinvissen te achterhalen. Het voortzetten van dergelijke monitoringswerkzaamheden is cruciaal om kennis te blijven vergaren over de toestand van de dieren en de Noordzee. Deze kennis is nodig om doelgerichte maatregelen te treffen die bruinvissen beschermen en behouden in onze wateren.