A functional growth model with intraspecific competition applied to a sea urchin, Paracentrotus lividus

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Abstract:

A new growth model is fitted on data from reared sea urchins, Paracentrotus lividus. Quantile regressions are used instead of least-square regressions, because they are insensitive to the dimension of the measurement and accommodate more than just symmetrical distributions. Quantile regressions allow comparison of fittings on various parts of the size distributions, including large competitors versus small, inhibited animals, in the presence of a size-based intraspecific competition. The model has functionally interpretable parameters and allows quantifying of the intensity of growth inhibition. An extension of this model, called "envelope model", fits the whole data set at once, including size distributions. Its parameters are constrained using information about underlying biological processes involved, namely asymptotic growth with inhibition in early ages as the result of intraspecific competition, the intensity of which depends on the relative size of the individual in the cohort. The new model appears most adequate to describe growth of P. lividus and probably many other sea urchins species as well as other animals or plants.

Un nouveau modèle est ajusté sur des données de croissance de l'oursin Paracentrotus lividus en élevage. Des régressions quantiles sont utilisées à la place de la régression par les moindres carrés, parce qu'elles sont insensibles à la dimension de la mesure et restent parfaitement utilisables en présence de distributions asymétriques. Les régressions quantiles permettent une comparaison d'ajustements réalisés sur différentes parties de la distribution des tailles, y compris au niveau des plus gros et des plus petits individus, c'est-à-dire respectivement les inhibiteurs et les inhibés en présence de compétition intraspécifique basée sur la taille. Les paramètres du modèle sont fonctionnellement interprétables et permettent de quantifier l'intensité de l'inhibition. Une extension du modèle, appelée « modèle enveloppe », s'ajuste sur l'ensemble des données et prend en compte la variabilité individuelle. Ses paramètres sont contraints en utilisant les informations disponibles sur les processus biologiques sous-jacents, c'est-à-dire, une croissance asymptotique avec une inhibition dans le jeune âge due à la compétition intraspecifique et dont l'intensité dépend de la taille relative de l'individu dans la cohorte. Le nouveau modèle s'avère tout à fait adéquat pour décrire la croissance de P. lividus et probablement d'autres espèces d'oursins aussi bien que d'autres animaux ou de plantes.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2003

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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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