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Understanding latitudinal trends in fish body size through models of optimal seasonal energy allocation

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For fish at high latitudes, short growing seasons should constrain size-at-age, although the converse often occurs. We used a dynamic state variable model to find energy allocation strategies to length, fat, and ovaries that maximize expected egg production of largemouth bass (Micropterus salmoides). We determined how latitudes and rations affect optimal allocation and then simulated growth using optimal strategies. A theoretical reciprocal transplant explored how latitude-specific optimal strategies affected growth at other latitudes. At low ration, allocation and growth were similar among latitudes, with length selected in small individuals and reproductive tissue and fat in large counterparts. At high rations, low-latitude fish invested most energy to length and reproduction; high-latitude fish allocated to length during summer and fat during fall and developed ovaries earlier in the year. Transplants revealed that smaller size-at-age occurs in the north than in the south, consistent with field patterns for largemouth bass. Although northern strategies allowed fish to be successful in the south, southern strategies were unsuccessful in the north. Latitude-specific energetic adaptations may compromise success of fish transplanted beyond their native distribution.

Chez les poissons des hautes latitudes, les saisons de croissance courtes devraient réduire les tailles à un âge donné, alors que souvent c'est le contraire qui se produit. Un modèle à variables dynamiques nous a permis d'identifier les stratégies d'allocation de l'énergie à la croissance en longueur, à la graisse et aux ovaires qui maximisent la production attendue d'oeufs chez l'achigan à grande bouche (Micropterus salmoides). Nous avons déterminé comment la latitude et la ration alimentaire affectent l'allocation optimale, pour ensuite faire une simulation de la croissance dans des conditions de stratégies optimales. Un transfert réciproque simulé a servi à explorer comment les stratégies optimales spécifiques à une latitude affectent la croissance aux autres latitudes. Lorsque les rations alimentaires sont faibles, l'allocation et la croissance sont semblables à toutes les latitudes : la longueur est favorisée chez les petits individus et les tissus reproducteurs et adipeux chez les plus grands. Lorsque les rations sont fortes, les poissons des basses latitudes investissent la majorité de leur énergie dans la croissance en longueur et dans la reproduction; les poissons des latitudes élevées allouent leur énergie à la croissance en longueur en été, aux tissus adipeux en automne et au développement des ovaires tôt dans l'année. Les transferts indiquent que les tailles spécifiques aux âges sont plus faibles dans le nord que dans le sud, ce qui correspond à la situation de l'achigan à grande bouche en nature. Bien que les stratégies nordiques permettent aux poissons de se maintenir avec succès dans le sud, les stratégies du sud ne fonctionnent pas dans le nord. Les adaptations énergiques spécifiques à la latitude peuvent donc mettre en péril les transplantations de poissons au-delà de leur répartition d'origine.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2003-08-01

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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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