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Thermal effects on behavior of juvenile walleye pollock (Theragra chalcogramma): implications for energetics and food web models

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Abstract:

The behavioral responses of fishes to temperature variation have received little attention despite their direct implications to bioenergetics-based models of production and encounter-based models of food web dynamics. Behavioral characteristics of juvenile walleye pollock (Theragra chalcogramma), a pelagic marine zooplanktivore, were examined between 2 and 9 °C in large arenas. Routine swim speed, path sinuosity, and schooling cohesiveness of fish in small groups were described from overhead video observations. In a separate experiment, maximum swimming speeds were measured in a recirculating flume. Routine and maximum swimming speeds had contrasting responses to temperature demonstrating a behavioral rather than physiological regulation of activity level. Routine swim speed was 48% faster at 2 °C than at 9 °C. This result is inconsistent with the assumption of a constant activity multiplier for metabolism incorporated into most bioenergetics models of fish growth. Increased swim speed, along with the reduced path sinuosity observed at low temperatures, may reflect kinetic aspects of habitat selection. Group cohesion increased at low temperatures, with nearest neighbors averaging 32% closer at 2 °C than at 9 °C. These results demonstrate that representative models of energy flow through marine food webs depend on an improved understanding of the behavioral as well as physiological responses of fishes to thermal variation.

On s'est peu intéressé aux réactions comportementales des poissons à la variation de température malgré leurs conséquences directes sur les modèles de production fondés sur la bioénergétique et sur les modèles de la dynamique des réseaux alimentaires basés sur les rencontres. Les caractéristiques du comportement de jeunes goberges de l'Alaska (Theragra chalcogramma), des poissons marins planctonophages pélagiques, ont pu être étudiées dans des grandes arènes entre 2 et 9 °C. Des observations vidéo en surplomb ont servi à décrire la vitesse de nage de routine, la sinuosité des trajets et la cohésion des bancs chez de petits groupes de poissons. Une expérience différente a permis de mesurer les vitesses maximales de nage dans un chenal à recirculation d'eau. La vitesse de nage de routine et la vitesse maximale réagissent différemment à la température, ce qui démontre qu'il existe une régulation comportementale du niveau d'activité plutôt qu'une régulation physiologique. La vitesse de nage de routine est de 48 % plus rapide à 2 °C qu'à 9 °C. Ce résultat ne s'accorde pas avec la présupposition de l'existence d'un multiplicateur constant d'activité pour le métabolisme que l'on incorpore dans la plupart des modèles bioénergétiques de croissance des poissons. La vitesse de nage accrue, de même que la sinuosité réduite des trajets, que l'on observe à températures basses, peuvent refléter les aspects cinétiques de la sélection de l'habitat. La cohésion des groupes augmente à basses températures et les voisins les plus proches sont en moyenne de 32 % plus près à 2 °C qu'à 9 °C. Ces résultats montrent que les modèles représentatifs du flux énergétique dans les réseaux alimentaires marins dépendent d'une compréhension améliorée des réactions comportementales en plus des réactions physiologiques des poissons à la variation thermique.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2007

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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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