Small-scale temporal and spatial variation in Atlantic cod (Gadus morhua) life history

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Abstract:

Life histories of Atlantic cod (Gadus morhua) from the Gulf of St. Lawrence south to Georges Bank differ significantly through time and space. Within the Southern Gulf, fecundity per unit body mass differed by more than 40% over short (2 years) and long (42–45 years) periods of time. Significant variation in size-specific fecundity is also evident among populations: Southern Gulf cod produce almost 30% more eggs per unit body mass than those on Georges Bank, whereas fecundity of Scotian Shelf cod is almost half that of cod in Sydney Bight. Compared with those on Georges Bank, Southern Gulf cod life histories are characterized by high fecundity, late maturity, high gonadosomatic index, and large eggs. Relative to the influence of body size, neither temporal nor spatial differences in fecundity can be attributed to physiological condition, as reflected by liver weight, hepatosomatic index, and Fulton's K. Delayed maturity and higher reproductive allotment among Southern Gulf cod can be explained as selection responses to slower growth, higher prereproductive mortality, and fewer lifetime reproductive events. Patterns of covariation in heritable, fitness-related traits suggest the existence of adaptive variation and evolutionarily significant units at spatial scales considerably smaller than the species range in the Northwest Atlantic.

Les cycles biologiques des morues franches (Gadus morhua) de l'Atlantique, depuis le golfe du Saint-Laurent jusqu'au banc Georges, diffèrent significativement dans le temps et dans l'espace. Dans la partie sud du golfe, la fécondité par unité de masse corporelle varie de plus de 40 % sur des périodes courtes (2 ans) et longues (42–45 ans). Des variations significatives de la fécondité reliée à la taille s'observent aussi entre les populations: les morues du sud du golfe produisent presque 30 % de plus d'oeufs par unité de masse corporelle que celles du banc Georges, alors que la fécondité des morues de la plate-forme néo-écossaise est presque la moitié de celle des morues de la baie de Sydney. Par comparaison aux cycles biologiques des morues du banc Georges, les cycles des morues du sud du golfe se caractérisent par une forte fécondité, une maturation tardive, un indice gonadosomatique élevé et de gros oeufs. Par comparaison à l'influence de la taille, la condition physiologique, telle que reflétée par la masse du foie, l'indice hépatosomatique et le K de Fulton, n'explique ni les différences spatiales, ni les différences temporelles de la fécondité. La maturation tardive et une allocation plus importante dans la reproduction chez les morues du sud du golfe peuvent s'expliquer comme des réactions sélectives à une croissance plus lente, une mortalité pré-reproductive plus importante et un nombre plus limité d'occasions de reproduction durant la vie. Les patterns de covariation des caractéristiques héritables reliées au fitness font croire à une variation adaptative et à l'existence d'unités évolutives significatives à des échelles spatiales considérablement plus petites que l'aire de répartition de l'espèce dans le nord-ouest de l'Atlantique.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2003

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