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Resmoltification in wild, anadromous Arctic char (Salvelinus alpinus): a survey of osmoregulatory, metabolic, and endocrine changes preceding annual seawater migration

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Abstract:

Anadromous Arctic char (Salvelinus alpinus) migrate to seawater every summer for feeding and spend the rest of the year overwintering in fresh water. We investigated whether annual seawater migration is preceded by changes in hyposmoregulatory capacity, intermediary metabolism, and the plasma levels of hormones known to play a role in salmonid seawater preadaptation (smoltification). Wild, anadromous Arctic char were sampled in their overwintering lake in April and May and during the period of downstream migration in June. Our results demonstrate a fourfold seasonal increase in gill Na+/K+ ATPase activity, with maximum levels in descending migrants that also displayed prime hyposmoregulatory capacity. Hepatosomatic index and activities of key liver enzymes also increased during spring, indicating a general increase in liver metabolic capacity. These changes were accompanied by increased plasma cortisol and thyroxine levels, decreased plasma growth hormone levels, and unchanged plasma levels of insulin-like growth factor-I and 3,5,3′-triiodothyronine. Our results indicate that wild, anadromous Arctic char resmoltify every spring, and this involves a shift from an energy-conserving overwintering state to a state where they become osmotically and metabolically prepared for their annual feeding migration to seawater.

Les ombles chevaliers (Salvelinus alpinus) anadromes migrent vers l'eau de mer tous les étés pour se nourrir et passent le reste de l'année à hiverner en eau douce. Nous avons vérifié si la migration annuelle vers la mer est précédée de changements dans la capacité hyposmorégulatrice, le métabolisme intermédiaire et les concentrations plasmatiques d'hormones qui jouent un rôle dans la préadaptation des salmonidés à l'eau salée (transformation en saumoneau). Nous avons prélevé des ombles chevaliers anadromes sauvages en avril et en mai dans un lac où elles passent l'hiver et en juin durant la période de la migration vers l'aval. Nos résultats montrent une augmentation saisonnière par un facteur de 4 de l'activité de la Na+/K+ adénosine triphosphatase (ATPase) dans la branchie, avec une activité maximale observée chez les poissons en migration vers l'aval; ceux-ci possèdent aussi une importante capacité hyposmorégulatrice. L'indice hépatosomatique et l'activité des enzymes importants du foie augmentent aussi au cours du printemps, ce qui indique un accroissement général de l'activité métabolique du foie. Ces changements s'accompagnent d'une augmentation des concentrations plasmatiques de cortisol et de thyroxine, d'une diminution des concentrations de l'hormone de croissance et du maintien des concentrations du facteur de croissance I analogue à l'insuline et de la 3,5,3′-triiodothyronine. Nos résultats indiquent que les ombles chevaliers sauvages anadromes se transforment en saumoneaux chaque printemps, un processus qui implique une transition d'un état de conservation de l'énergie pendant l'hiver à un état dans lequel elles se préparent osmotiquement et métaboliquement à leur migration annuelle vers la mer pour s'alimenter.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-01-01

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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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