The effect of suspended sediment on fertilization success in sockeye (Oncorhynchus nerka) and coho (Oncorhynchus kisutch) salmon

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Abstract:

Suspended sediment is a naturally occurring part of aquatic ecosystems, and unnatural elevation of suspended sediment in streams above background concentrations is known to adversely affect Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) at different life stages. Conspicuously lacking in the literature is knowledge of the effect of suspended sediment on egg fertilization success during spawning. Sockeye (Oncorhynchus nerka) and coho (Oncorhynchus kisutch) salmon gametes were used to investigate the impact of different concentrations of suspended sediment particles on the ability of sperm to successfully fertilize eggs. The fertilization process was simulated using a controlled-flow water flume with concentrations of suspended particles ranging from 800 to 47 000 mg·L–1. Egg fertilization success was assessed at eyed stage after incubating eggs in the streambed in the field or in artificial laboratory egg incubation (Heath) trays. Regression model analysis showed that suspended sediment concentrations reduced the percent of fertilized eggs and that reduction in successful fertilization below 80% could occur when suspended sediment levels are in excess of 9000 mg·L–1. The relationship derived herein serves as a preliminary guideline for determining the effect size of suspended sediment concentration on egg fertilization success during spawning.

Les sédiments en suspension sont une composante naturelle des écosystèmes aquatiques, mais toute élévation artificielle des concentrations de sédiments en suspension au-delà des valeurs de base affecte négativement les saumons du Pacifique (Oncorhynchus spp.) aux différentes étapes de leur cycle. Il existe une absence flagrante d'information dans la littérature sur l'effet des sédiments en suspension sur le succès de la fécondation des oeufs durant la fraye. Nous utilisons des gamètes de saumons rouges (Oncorhynchus nerka) et coho (Oncorhynchus kisutch) pour déterminer l'impact de différentes concentrations de sédiments en suspension sur la capacité des spermatozoïdes à féconder les oeufs avec succès. Nous avons simulé le processus de fécondation à l'aide d'un canal à débit d'eau contrôlé avec des concentrations de particules en suspension variant de 800 à 47 000 mg·L–1. Nous avons évalué le succès de la fécondation au stade de l'oeuf nucléé après une incubation des oeufs dans le fond du ruisseau en nature ou dans des plateaux artificiels d'incubation (de Heath) en laboratoire. Une analyse par modèle de régression montre que les concentrations de sédiments en suspension réduisent le pourcentage d'oeufs fertilisés et qu'une réduction du succès de la fécondation à moins de 80 % peut se produire à des concentrations de sédiments en suspension supérieures à 9000 mg·L–1. La relation que nous avons trouvée peut servir de repère préliminaire pour déterminer l'importance de l'effet de la concentration de sédiments en suspension sur le succès de la fécondation des oeufs durant la fraye.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2006

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