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Stable hydrogen isotopic composition of fishes reflects that of their environment

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Otolith microchemistry and isotopic analyses have emerged as effective techniques for providing insights into fish environmental history that are difficult to obtain by other means. Stable hydrogen isotope ratio (2H/1H or D/H, expressed as D) is a possible environmental marker that has not been employed in fish provenance research, although it has been applied as a natural tracer of terrestrial organism migrations. We illustrate the potential of D to serve as a new natural marker of fish environmental history by demonstrating that significant linear relationships (r2 ≥ 0.97) exist between fish otolith and muscle D and D of waters that fish inhabit. Differences between mean water D and both muscle and otolith D were not significantly correlated with fish total length and were not significantly different among species, indicating that water–fish D relationships are consistent across fish sizes and species. High r2 values for regressions of otolith and muscle D on water D for fishes inhabiting locations with diverse thermal regimes suggest that relationships between water and fish D are not strongly affected by water temperature. Demonstration that fish D clearly reflects water D provides a foundation for future research to reconstruct fish movement among locations with distinct D signatures.

La microchimie des otolithes et les analyses isotopiques se sont avérées être des techniques efficaces pour obtenir des rétrospectives de l'histoire environnementale des poissons qu'il serait difficile d'avoir autrement. Le rapport des isotopes stables d'hydrogène (2H/1H ou D/H, exprimé comme D) est un marqueur environnemental potentiel qui n'a pas été utilisé dans les études sur l'origine des poissons, alors qu'il a été employé comme traceur naturel des migrations d'organismes terrestres. Nous illustrons le potentiel de D comme nouveau traceur naturel de l'histoire environnementale des poissons en démontrant qu'il existe des relations linéaires significatives (r2 ≥ 0,97) entre les D des otolithes et des muscles et le D des eaux fréquentées par les poissons. Les différences entre le D moyen de l'eau et les D des otolithes et des muscles ne sont pas en corrélation significative avec la longueur totale des poissons et ne différent pas significativement en fonction des espèces, ce qui indique que les relations D eau–poissons sont uniformes, quelles que soit la taille ou l'espèce de poisson. Les fortes valeurs de r2 des régressions des D des otolithes et des muscles sur les D de l'eau chez des poissons qui vivent dans des régimes thermiques différents laisse croire que les relations entre les D de l'eau et des poissons ne sont pas fortement affectées par la température de l'eau. La démonstration que les D des poissons reflètent clairement le D de l'eau fournit une base pour les travaux futurs afin de récapituler les déplacements des poissons dans des sites possédant des signatures de D différentes.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2006

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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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