The von Bertalanffy growth function, bioenergetics, and the consumption rates of fish

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Abstract:

The von Bertalanffy growth function (VBGF) is based on a bioenergetic expression of fish growth; therefore, size-at-age data can theoretically be used to estimate fish consumption rates. We evaluated the accuracy of VBGF-derived consumption rates by performing a meta-analysis and sensitivity analysis of VBGF assumptions, and we used Bayesian parameter estimation to quantify uncertainty in these estimates. The VBGF was robust to its assumption regarding the allometry of catabolism but was highly sensitive to the assumed allometry of consumption. Consequently, the commonly used form ("specialized" VBGF), which makes a strong assumption regarding the allometric slope of consumption, often grossly underestimates (>50%) consumption. The precision of the VBGF depended on characteristics of the size-at-age data used to parameterize the model. When data indicate decelerating growth, consumption rates were estimated with good precision; we estimated a 70% probability that bluefin tuna (Thunnus thynnus) consumption rates were between 1 and 2% body mass per day. Otherwise, consumption estimates were poorly defined; yellowfin tuna (Thunnus albacares) consumption rates between 2 and 7% per day were all equally likely. We conclude that VBGF can be a useful tool for estimating fish consumption rates, but potential biases and precision of these estimates should be evaluated on a case-by-case basis.

La fonction de croissance de von Bertalanffy (VBGF) se base sur une expression de la croissance des poissons et, en conséquence, les valeurs de taille à un âge donné peuvent en théorie être utilisées pour estimer les taux de consommation. Nous avons évalué la précision des taux de consommation tirés de la VBGF en procédant à une méta-analyse et à une analyse de sensibilité des présuppositions de la VBGF et en utilisant des estimations bayésiennes des paramètres pour quantifier l'incertitude de ces taux estimés. La VBGF s'est révélée robuste en ce qui a trait à sa présupposition de l'allométrie du catabolisme, mais s'est montrée très sensible à l'allométrie supposée de la consommation. La forme couramment utilisée (la VBGF « spécialisée »), qui fait une forte présupposition au sujet de la pente allométrique de la consommation, tend donc à sous-estimer fortement (>50 %) la consommation. La précision de la VBGF dépend des caractéristiques des valeurs de taille à un âge donné utilisées pour configurer les paramètres du modèle. Lorsque les données indiquent un ralentissement de la croissance, les taux de consommation sont estimés avec une précision acceptable; nous avons ainsi déterminé une probabilité de 70 % que les taux de consommation chez le Thon rouge se situent entre 1–2 % de la masse corporelle par jour. Dans les autres cas, les estimations de consommation sont mal définies et, chez l'Albacore à nageoires jaunes, des taux de consommation de 2–7 % de la masse corporelle par jour sont équiprobables. En conclusion, la VBGF peut être un outil commode pour estimer les taux de consommation chez les poissons, mais il est nécessaire d'évaluer les sources possibles d'erreur ainsi que la précision des estimations dans chacune des situations.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2001

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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