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Rule of age and size at maturity of chum salmon (Oncorhynchus keta): implications of recent trends among Oncorhynchus spp.

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Abstract:

In the last quarter of the 20th century, the size at maturity of many North Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) populations decreased. During this same period, the age at maturity increased, implying that the growth rate of Pacific salmon decreased, probably owing to environmental changes. To elucidate these trends, we identified the rule of age and size at maturity of Japanese chum salmon (Oncorhynchus keta), which was that slow-growing salmon initiated maturation at an older age and smaller size than did fast-growing salmon. We then simulated the potential modification of age and size at maturity in response to changing growth rate using a size-structured model with age- and size-specific maturation rates. This showed that reducing the growth rate without assuming a genetic change was sufficient for realistic modeling of recent changes. In addition, the observed rule of age and size at maturity was consistent with the optimal age and size at maturity in terms of maximizing the fitness. Our results attributed the recent trends in chum salmon's increasing age and decreasing size at maturity to an adaptive phenotypic response to a reduced growth rate.

Durant le dernier quart du 20e siècle, la taille à la maturité a décliné chez plusieurs populations de saumons (Oncorhynchus spp.) du Pacifique Nord. Durant la même période, l'âge à la maturité a augmenté, ce qui indique que le taux de croissance des saumons du Pacifique a diminué, probablement à cause des changements environnementaux. Afin d'élucider ces tendances, nous avons identifié la règle de la taille et de l'âge à la maturité du saumon kéta (Oncorhynchus keta) du Japon, qui veut que les saumons à croissance lente commencent leur maturation à un âge plus avancé et à une taille plus petite que les saumons à croissance rapide. Nous avons ensuite simulé une modification potentielle de l'âge et de la taille à la maturité en réaction à des changements de taux de croissance, à l'aide d'un modèle structuré en fonction de la taille possédant des taux de maturation spécifiques à l'âge et à la taille. Cette simulation démontre qu'une réduction du taux de croissance, sans présupposition de changement génétique, suffit pour permettre de modéliser de façon réaliste les changements récents. De plus, la règle de l'âge et de la taille à la maturité observée est compatible avec l'âge et la taille à la maturité optimaux de façon à maximiser le fitness. Nos résultats expliquent les tendances d'augmentation de l'âge et de diminution de la taille à la maturité chez le saumon kéta par une réaction phénotypique à une réduction du taux de croissance.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 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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