1. Thermal dynamics of ovarian maturation in Atlantic cod (Gadus morhua)
- Author
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Kjesbu, Olav Sigurd, Righton, David, Kruger-Johnsen, Maria, Thorsen, Anders, Michalsen, Kathrine, Fonn, Merete, and Witthames, Peter R.
- Subjects
Oogenesis -- Research ,Spawning -- Research ,Earth sciences - Abstract
The timing and success of spawning in marine fish are of fundamental importance to population persistence and distribution and, for commercial species, sustainability. Their physiological processes of reproduction are regulated, in part, by water temperature, and therefore changes in marine climate may have dramatic effects on spawning performance. Using adult Atlantic cod (Gadus morhua) as a case study, we examined the links between water temperature, body size, vitellogenesis, and spawning time by conducting extensive laboratory and field studies. Our experiments documented that vitellogenesis generally starts at autumnal equinox and that oocyte growth and investment are greater in cod held at warmer temperatures. Furthermore, spawning occurred earlier when oocyte growth was more rapid. Large females spawned earlier than smaller females at warmer temperatures, but this effect vanished at colder temperatures. The experimental results were confirmed by measurements of oocyte growth collected from wild-caught cod in northern (Barents Sea) and southern (Irish Sea and North Sea) populations. The established, general model of oocyte maturation was consistent with published egg production curves of cod from these waters, considering relevant in situ temperatures recorded by individual data-storage tags on cod. These findings have considerable relevance for future studies of fish recruitment in relation to climate change. Resume: Le calendrier et le succes de la fraie chez les poissons marins sont d'importance fondamentale pour la persistance, la repartition et, chez les especes commerciales, la durabilite de la population. Leurs processus de regulation physiologique sont controles, en partie, par la temperature de l'eau, si bien que des changements dans le climat marin peuvent avoir des effets considerables sur la performance de la fraie. Nous servant de la morue franche (Gadus morhua) comme espece de cas, nous examinons les liens entre la temperature, la taille corporelle, la vitellogenese et le moment de la fraie au cours d'experiences en laboratoire et d'etudes de terrain d'envergure. Nos experiences demontrent que la vitellogenese debute generalement a l'equinoxe d'automne et que la croissance des oocytes et l'investissement reproductif sont plus importants chez les morues gardees aux temperatures plus elevees. De plus, la fraie se produit plus tot lorsque la croissance des oocytes est plus rapide. Aux temperatures plus elevees, les femelles de plus grande taille fraient plus tot que les femelles plus petites, mais ce phenomene ne se produit pas aux temperatures plus basses. Nos resultats experimentaux sont confirmes par des mesures de la croissance des oocytes realisees chez des morues capturees en nature dans des populations du nord (mer de Barents) et du sud (mers d'Irlande et du Nord). Le modele general etabli de maturation des oocytes s'accorde avec les courbes publiees de production d'oeufs de morues dans ces eaux, compte tenu des temperatures pertinentes enregistrees in situ par des etiquettes enregistreuses individuelles sur les morues. Ces resultats sont d'une grande pertinence pour les etudes futures du recrutement des poissons en fonction du changement climatique. [Traduit par la Redaction], Introduction Current scenarios of climate change are based on extensive analyses of a suite of environmental variables and have led to the conclusion that many natural systems are being affected [...]
- Published
- 2010