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Large-scale frequency dynamics of alternative male phenotypes in natural populations of coho salmon (Oncorhynchus kisutch): patterns, processes, and implications

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Abstract:

Using over 20 years of annual spawner survey data collected from 46 natural populations of coastal Oregon coho salmon (Oncorhynchus kisutch), we examined large-scale spatial and temporal dynamics of alternative male pheno types (age-3 hooknoses and age-2 jacks). Fluctuations in jack and hooknose abundance were synchronous among populations (i.e., region-wide synchrony), similar to patterns seen previously in Oregon hatchery populations and indicative of oceanic processes operating at large spatial and temporal scales. By contrast, regional-scale synchrony in the ratio of jack to hooknose males was likely attributable to the influences of the freshwater environment. Moreover, within-population variation in phenotype ratio was lower by brood year than by return year (i.e., weak cohort relationship), contrary to previous patterns in hatchery populations. The spatial and temporal patterns of phenotype ratio observed in natural populations but not in hatchery populations, where freshwater effects were statistically controlled, indicate that the frequency dynamics of coho male alternative phenotypes are influenced more strongly by freshwater than by marine processes. The environmentally induced variability in phenotype ratio suggests that there may be constant perturbations of fitness functions for alternative phenotypes, such that the system should be less stable than predicted from the status-dependent selection model with fixed fitness functions.

L'examen de plus de 20 ans de données d'inventaires annuels des reproducteurs récoltées dans 46 populations naturelles de saumons coho (Oncorhynchus kisutch) de la côte de l'Oregon nous a servi à déterminer la dynamique spatiale et temporelle à grande échelle des phénotypes mâles de rechange (les bécards d'âge 3 et les mâles précoces (jacks) d'âge 2). Les fluctuations de l'abondance des mâles précoces et des bécards sont synchronisées dans toutes les populations (synchronie régionale complète), ce qui rappelle les patrons observés antérieurement dans les populations de pisciculture de l'Oregon et laisse croire à l'existence de processus océaniques en opération à de grandes échelles spatiales et temporelles. En revanche, la synchronie au niveau régional du rapport des mâles précoces sur les bécards chez les mâles s'explique vraisemblablement par les influences du milieu d'eau douce. De plus, contrairement aux patrons observés antérieurement en pisciculture, la variation du rapport des phénotypes au sein des populations individuelles est plus basse en fonction des années de reproduction qu'en fonction des années de retour (donc la relation est faible entre les cohortes). Les patrons spatiaux et temporels du rapport des phénotypes observés dans les populations naturelles, mais non dans les populations de pisciculture chez lesquelles les effets d'eau douce sont statistiquement contrôlés, indiquent que la dynamique des fréquences des phénotypes de rechange chez les saumons coho mâles est influencée plus par les processus d'eau douce que par les processus marins. La variabilité du rapport des phénotypes générée par l'environnement indique qu'il existe peut-être des perturbations constantes des fonctions de fitness pour chacun des phénotypes; en conséquence, le système devrait être moins stable que prédit par le modèle de sélection relié au statut avec des fonctions de fitness fixes.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 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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