Atlantic cod (Gadus morhua) growth and otolith accretion characteristics modelled in a bioenergetics context

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Abstract:

The purpose of this work is to present a conceptual model for fish otolith growth in which somatic growth is related to otolith growth and opacity. The model is based on known mechanisms of CaCO3 and protein incorporation into the otolith. Model parameters were derived from laboratory experiments and from the literature. A sensitivity analysis showed that the model was robust to measurement errors in most input parameters. The most sensitive parameters were the exponents of the otolith length–weight and otolith protein – whole-body protein synthesis relationships and the proportionality constant between metabolism and otolith growth rate. Application to experimental data resulted in good agreement between back-calculated and observed fish sizes. In the growth experiment, the average back-calculated weights were slightly lower than the average observed weights, but the correlation was highly significant. In the starvation experiment, the back-calculated weights were also highly correlated with observed weights, with slightly declining residuals with fish size. Unlike previous back-calculation methods, this model has the ability to detect periods of starvation and estimate growth histories in both growing and starving fish.

Le but de notre étude est la mise au point d'un modèle conceptuel de la croissance des otolithes de poissons dans lequel la croissance somatique est reliée à la croissance et à l'opacité de l'otolithe. Le modèle se base sur les mécanismes connus d'incorporation du CaCO3 et des protéines dans l'otolithe. Les variables du modèle sont tirées d'expériences de laboratoire et de la littérature. Une analyse de sensibilité montre la robustesse du modèle aux erreurs de mesure pour la plupart des variables d'entrée. Les variables les plus sensibles sont les exposants des relations entre la masse et la longueur des otolithes et entre la concentration de protéines de l'otolithe et la synthèse des protéines du corps entier, ainsi que la constante de proportionnalité entre le métabolisme et le taux de croissance de l'otolithe. L'utilisation du modèle avec des données expérimentales donne une bonne correspondance entre les tailles de poissons observées et celles obtenues par rétrocalcul. Dans l'expérience de croissance, les masses moyennes obtenues par rétrocalcul sont légèrement plus faibles que celles observées, mais la corrélation est fortement significative. Dans l'expérience de jeûne, les masses obtenues par rétrocalcul sont aussi en forte corrélation avec les masses observées et les résidus décroissent légèrement en fonction de la taille du poisson. Contrairement aux méthodes antérieures de rétrocalcul, notre modèle peut détecter les périodes de jeûne et estimer l'évolution de la croissance tant chez les poissons en croissance que chez les poissons privés de nourriture.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2004

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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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