I oppdrett er det viktig å vite kjønn på dyrene tidligst mulig. Ved hjelp av avanserte bildeteknikker, har forskere ved Nofima sett på om det er mulig å identifisere kjønnet til ung oppdrettstorsk. Selv om metodene som er testet viser interessante resultater, er de ennå ikke klare for bruk i kommersielt fiskeoppdrett.

Sist oppdatert

Publisert

Anne-May Johansen  

Les på engelsk

Hovedfunn

  • Avanserte «fargebilder» (hyperspektrale bilder) av hele fisken, viste ikke tydelige forskjeller mellom hunn- og hannfisk. De dataprogrammene forskerne brukte for å skille kjønn, klarte ikke å gjøre dette på en utvetydig og stabil måte. Det betyr at eventuelle kjønnsforskjeller i slike bilder er for små til at metodene kan brukes direkte.
  • Når forskerne inkluderte målinger fra kjønnsorganer (gonader; rogn og melke), ble forskjeller mellom hunn og hann tydelige ved bruk av metoden LDA – Linear Discriminant Analysis – en statistisk metode som brukes i maskinlæring for å klassifisere data i flere kategorier.
  • Dersom denne tilnærmingen ble brukt på bilder av hel fisk, ga det lovende resultater på tvers av forsøk og fiskestørrelser.

Nofimas forskere har tatt moderne bildeteknologi, kalt hyperspektral avbildning, i bruk for å kunne «se» inn i oppdrettstorsken, og raskt kunne bestemme hvilket kjønn den har, så tidlig som mulig i fiskens livsløp.

Spektroskopi fungerer ved å analysere hvordan lys samhandler med biologisk vev, noe som gjør det mulig for forskere å undersøke, uten å skade fisken.

– Å bestemme kjønn på tidlige og mellomliggende vekststadier, er viktig for det vi kaller selektiv avl. Tidligere og mer presis identifisering av kjønn kan gi bedre stamfiskforvaltning, mer effektiv avl og bedre produksjonsplanlegging. Dermed reduseres ressursbruk og det kan bidra til økt bærekraft i torskeoppdrett, sier forsker Samuel Ortega i Nofima.  

Han har ledet arbeidet i prosjektet CodSex, der målet var å skille hannfisk og hunnfisk i torskeoppdrett ved hjelp av hyperspektral avbildning.

Bildebaserte teknologi i matforedling

Med bildeteknologien kan man se inn i, og analysere mat og matprodukter uten å påvirke eller skade produktet.  På fagspråket kalles det ikke-invasive metoder.  Utviklingen – og bruken – har skutt stor fart de seneste årene. I dag brukes spektroskopi til å måle farge og fargenyanser på laks og fettinnhold i fisk som laks, makrell og sild. Metoden kan brukes til å avdekke skader i fiskefilet, vurdere vanninnhold i tørrfisk og klippfisk, måle kjøttinnhold i krabbe og kvalitet på kyllingfilet – for å nevne noe. Stadig flere bruksområder utvikles og kommer til nytte i kommersiell sammenheng.

Men kan metoden i dag brukes til å finne ut hva slags kjønn de unge, små fiskene i torskeoppdrett har?

– Utviklingen innen bildeteknologier gir mulige alternativer for kjønnsbestemmelse. Hyperspektral avbildning er en type «avansert kamera» som kan se detaljer i vevet som vi ikke ser med det blotte øye. Metoden gir også mulighet for høy gjennomstrømming – med andre ord at man kan undersøke fisk like raskt som de passerer på transportbåndet, forklarer Samuel Ortega.

Problemstillingen i prosjektet var derfor å undersøke om teknologien utviklet gjennom maskinvaren Maritech Eye, kan brukes til å bestemme kjønn hos atlantisk torsk på en måte som fungerer i vanlig industriproduksjon.

Samuel Ortega ved spektroskopi-båndet
Nofima-forsker Samuel Ortega leder arbeidet med å teste ut bildeteknologi for å bestemme kjønn på oppdrettstorsk så tidlig som mulig i livsfasen. Foto: Ronald Johansen, Nofima

Lovende resultater

Fiskens kjønnsorganer kalles gonader. I dag brukes metoder som disseksjon – altså å skjære i fisken etter at den er avlivet, for å kunne identifisere kjønnsorganene. En annen metode er bruk av ultralyd, som er vanskelige å bruke med tilstrekkelig presisjon på ung fisk, som ennå ikke har nådd kjønnsmodning.

– Dette begrenser bruken i kommersiell sammenheng, påpeker Samuel Ortega.

Selv om hyperspektral avbildning var hovedfokus i prosjektet, ble også andre bildebaserte teknologier testet og vurdert. En metode kalt fluorescensbasert hyperspektral avbildning ble testet og også standard fargebilder basert på rødt, grønt og blått lys (RGB-bilder) ble evaluert. Resultatene er interessante – men ingen av de testede metodene er på langt nær ferdigutviklet ennå.

– Dessverre gir ingen av de undersøkte teknikkene per i dag en robust løsning for tidlig og ikke‑invasiv kjønnsbestemmelse hos atlantisk torsk under industrielle forhold, konkluderer Ortega.

Ifølge forskeren gir analyser basert på hyperspektrale bilder lovende resultater for å identifisere kjønn hos torsk, men først når fisken har velutviklede gonader. Dette betyr at metoden ennå ikke er egnet for sortering av ungfisk i en industriell setting.

– Fluorescensavbildning og konvensjonell avbildning kan også ha potensial for bildebasert kjønnsidentifisering i fremtiden – selv om de ikke ga pålitelige resultater i denne studien, sier Samuel Ortega.

Vitenskapelig metode

Fire forsøk med bildebaserte metoder ble gjennomført med torsk i ulike størrelser og utviklingsstadier. Hel (død) torsk ble avbildet og deretter ble den samme torsken dissekert for referanse-data på kjønn til videre bildeanalyse.  Til sammen ga forsøkene et godt grunnlag for å vurdere bildebasert kjønnsbestemmelse hos torsk:

  • Forsøk 1: 188 små torsk fra Vesterålen Havbruk ble undersøkt. Ingen hadde synlig utviklede gonader. Hyperspektrale bilder ble tatt fra buk og begge sider. Ultralyd fungerte ikke på så små individer, og referanse-identifisering av kjønn ble derfor bestemt ved disseksjon, noe som også var krevende på grunn av svært små gonader.
  • Forsøk 2: 136 større fisk fra Kime Akva ble analysert. Hel fisk ble avbildet hyperspektralt , men noen fisk var påvirket av skade eller transport. Ultralyd ga lav treffsikkerhet (cirka 40 prosent) og ble vurdert som lite pålitelig. Referanse for kjønn ble derfor bestemt ved disseksjon.
  • Forsøk 3: 30 fisk fra Nofimas avlsprogram inngikk i et mindre, mer detaljert forsøk. I tillegg til hyperspektrale bilder ble det tatt fluorescensbilder. Fluorescensbilder viser lys utsendt fra vev etter belysning med bestemte bølgelengder, og dette kan fremheve forskjeller mellom vevstyper. Det ble også gjort målinger direkte på gonadene. Referanse for kjønn ble bestemt ved disseksjon.
  • Forsøk 4: 998 fisk fra Nofimas avlsprogram ble undersøkt. Alle ble fotografert med vanlige RGB-bilder (standard fargebilder basert på rødt, grønt og blått lys), og et utvalg fikk også hyperspektrale bilder av buksiden. Referanse for kjønn ble bestemt ved disseksjon.

Fakta om forskningen

  • Arbeidet i prosjektet CodSex er gjort i nært samarbeid med Vesterålen Havbruk og Kime Akva.
  • Prosjektet er finansiert av FHF – Fiskeri og havbruksnæringens forskningsfinansiering.

Les rapporten (på engelsk):

Kontaktperson

Secret Link