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Darwinian fishery science: lessons from the Atlantic silverside (Menidia menidia)

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The potential of fishing mortality to cause rapid evolutionary changes in life history has received relatively little attention. By focusing only on ecological responses, standard fisheries theory and practice implicitly assume either that genetic influences on life history in the wild are negligible or that natural selection and adaptation is a slow process that can be effectively ignored. Lack of contrary evidence has allowed these assumptions to persist. Drawing upon >25 years of research on the Atlantic silverside (Menidia menidia), we show that adaptive genetic variation in many traits is finely tuned to natural variation in climate. Much of this variation is caused by a gradient in size-selective winter mortality and involves two- to threefold changes in physiological traits that influence population productivity. Many other species are now known to display similar patterns. Harvest experiments show that these traits can evolve rapidly in response to size-selective fishing. Hence, the pool of genotypes that code for life history traits is a highly dynamic property of populations. We argue that the lessons from Menidia are applicable to many exploited species where similar observations would be difficult to obtain and advocate greater use of species models to address fundamental questions in fishery science.

On s'est peu intéressé à la possibilité que la mortalité due à la pêche puisse entraîner de rapides changements évolutifs dans le cycle biologique. En se concentrant seulement sur les effets écologiques, la théorie et la pratique courantes des pêches présument implicitement ou bien que les influences génétiques sur le cycle biologique en nature sont négligeables ou alors que la sélection naturelle et l'adaptation sont des processus lents qui peuvent en pratique être ignorés. Ces présuppositions ont pu se maintenir en l'absence de preuves contraires. En nous basant sur >25 ans de recherche sur la capucette, Menidia menidia, nous démontrons que la variation génétique adaptative de plusieurs caractéristiques est finement ajustée à la variation naturelle du climat. Une partie importante de cette variation est causée par un gradient de mortalité hivernale reliée à la taille et implique des changements de l'ordre de deux ou trois fois dans les caractéristiques physiologiques qui influencent la productivité de la population. Il est maintenant connu que plusieurs autres espèces possèdent des patterns semblables. Des récoltes expérimentales montrent que ces caractéristiques peuvent évoluer rapidement en réaction à la pêche sélective en fonction de la taille. Le pool des génotypes qui sont responsables des caractéristiques du cycle biologique forme donc une propriété très dynamique des populations. Nous croyons que les leçons apprises chez Menidia s'appliquent à de nombreuses espèces exploitées chez lesquelles des observations similaires seraient difficiles à faire et nous suggérons une utilisation plus grande en sciences halieutiques des modèles de population qui s'intéressent aux questions fondamentales.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 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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