Otolith chemistry indicates population structuring by the Antarctic Circumpolar Current

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Abstract:

Large-scale transport of seawater in ocean currents may generate spatially complex population structure through the advection of life stages of marine fish species. To test this, we compared the chemistry of otolith nuclei from Patagonian toothfish (Dissostichus eleginoides), presently managed as spatially discrete populations corresponding to fishing management areas along the Antarctic Circumpolar Current (ACC), which transports water eastward around the Southern Ocean. The chemistry of otolith nuclei, laid down during early life, differed significantly between fishing areas off South America and the Antarctic and between some Antarctic areas. However, we found significant discrepancies from expectation for a population structure corresponding to fishing areas. We also found evidence of four groups of fish with different early life chemistry: one associated with South America and three Antarctic groups showing mixing consistent with advective transport along the ACC. These results suggest that toothfish populations are structured by their physical environment; population abundance and persistence may rely on a restricted number of breeding members with access to spawning grounds, whereas fisheries may rely substantially on nonbreeding vagrants transported from fishing areas upstream.

Le transport à grande échelle de l’eau de mer par les courants océaniques peut produire des structures de population complexes par advection des différents stades vitaux des espèces de poissons marins. Pour tester cet énoncé, nous avons comparé la chimie des noyaux des otolithes chez la légine australe (Dissostichus eleginoides), une espèce qui est actuellement gérée comme étant formée de populations discontinues dans l’espace et correspondant aux unités de gestion de la pêche le long du courant circumpolaire antarctique (ACC) qui transporte l’eau vers l’est dans l’Océan austral. La chimie des noyaux des otolithes, déterminée tôt dans le cycle biologique, diffère significativement dans les zones de pêche au large de l’Amérique du Sud et dans celles de l’Antarctique, ainsi que dans certaines zones de l’Antarctique. Nous trouvons cependant d’importantes discordances par rapport à la structure de population à laquelle on pourrait s’attendre si celle-ci était reliée aux zones de pêche; il y a des indications de l’existence de quatre groupes de poissons avec une chimie différente au cours des premiers stades, un associé à l’Amérique du Sud et trois groupes antarctiques qui présentent des mélanges compatibles avec le transport advectif le long de ACC. Ces résultats indiquent que les populations de légines sont structurées par leur environnement physique; l’abondance et la persistance des populations doit peut-être alors dépendre d’un petit nombre de reproducteurs qui ont accès aux lieux de reproduction, alors que la pêche dépend de manière importante de poissons errants non reproducteurs qui sont transportés dans le courant à partir des zones de pêche.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2008

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