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Selection equilibrium for hatchery and wild spawning fitness in integrated breeding programs

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Abstract:

Some salmon hatchery programs intentionally integrate the wild and hatchery population by taking naturally spawned fish as some fraction of the broodstock and allowing hatchery progeny to constitute some fraction of the adults spawning in the wild. This circumvents some ecological concerns about the effects of hatchery fish on the "wild" population while still reaping some of the benefits of increased potential for harvest, but it increases some genetic concerns. Here, we model phenotypic evolution in the integrated population to investigate the effects on natural spawning fitness at the joint selection and demographic equilibrium. We find a potential, but not a certainty, depending on quantitative aspects of the management interacting with biological characteristics of the stock, for substantial erosion of natural spawning fitness, compared with the original wild population, including the possibility of runaway selection driving natural spawning fitness effectively to zero. The vulnerability to such evolutionary deterioration increases with the magnitude of the contribution of hatchery breeding to the total production and increases with harvest. The response of the selection equilibrium to increasing contribution of hatchery progeny to the broodstock can exhibit a catastrophic discontinuity.

Certains programmes de pisciculture de saumons intègrent délibérément la population sauvage et la population de pisciculture en utilisant des poissons pondus en nature pour constituer une fraction du stock reproducteur et en permettant à des poissons nés en pisciculture de constituer une fraction des adultes qui se reproduisent en nature. Cette technique permet d'éviter certains problèmes écologiques concernant l'effet des poissons de pisciculture sur la population " sauvage ", tout en maintenant certains des avantages du rendement accru à la capture; elle génère cependant des inquiétudes de nature génétique. Un modèle de l'évolution phénotypique de la population intégrée permet d'étudier les effets sur la fitness naturelle à la fraie dans des conditions conjointes d'équilibre de sélection et d'équilibre démographique. Selon les aspects quantitatifs de l'aménagement en interaction avec les caractéristiques biologiques du stock, il y a une possibilité, mais non une certitude, d'une érosion importante de la fitness naturelle à la fraie, par comparaison à la population sauvage d'origine, et même la possibilité d'une sélection galopante qui réduirait la fitness à la fraie effectivement à zéro. La vulnérabilité à une telle détérioration évolutive augmente en fonction de l'importance de la contribution de la reproduction en pisciculture à la production totale et elle augmente avec la récolte. La réaction de la sélection d'équilibre à une contribution croissante des rejetons élevés en pisciculture au stock reproducteur peut connaître une discontinuité catastrophique.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2005

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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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nrc/cjfas/2005/00000062/00000002/art00013
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