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Salmonid or nonsalmonid lakes: predicting the fate of northern boreal fish communities with hierarchical filters relating to a keystone piscivore

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Abstract:

We determine if lacustrine salmonids show large-scale patterns of coexistence with the keystone predator northern pike (Esox lucius) and test an approach to predict fish communities using coexistence rules set in the context of three hierarchical filters that a species must pass to be present. The mutually exclusive species distribution patterns that we detected among 1029 lakes were repeatedly verified from results of whole-lake interventions with rotenone and introductions. Essentially, pike did not coexist with self-sustaining salmonid populations in lakes. High connectivity to pike (derived from maps) largely predicts the absence of lacustrine salmonids. Our analysis strongly suggests that pike prevented self-sustaining populations of brown trout (Salmo trutta), Arctic char (Salvelinus alpinus), and brook trout (Salvelinus fontinalis) in lakes. High connectivity to pike resulted in nonsalmonid lake fish communities, most often including both European perch (Perca fluviatilis) and roach (Rutilus rutilus). Our analysis suggests that if pike were not present in many boreal lakes where they now dwell, salmonid fish assemblages would prevail, a sharp contrast from the present pike-driven homogenized state with mainly nonsalmonid fish communities.

Nous déterminons si les salmonidés lacustres possèdent des patrons de coexistence à grande échelle avec le brochet du nord (Esox lucius), leur prédateur le plus important, et nous testons une méthode pour prédire les communautés de poissons à l'aide de règles de coexistence qui comprennent trois filtres hiérarchiques qu'une espèce doit traverser pour être présente. Les patrons de répartition des espèces mutuellement exclusives que nous avons détectés dans les 1029 lacs se vérifient à répétition lors d'interventions à la roténone ou d'introductions à l'échelle des lacs entiers. En somme, les brochets ne se retrouvent pas avec des populations autosuffisantes de salmonidés dans les lacs. Une forte connectivité avec le brochet (déduite à partir de cartes géographiques) permet la plupart du temps de prédire l'absence de salmonidés lacustres. Notre analyse indique clairement que le brochet empêche l'établissement de populations autosuffisantes de truites brunes (Salmo trutta), d'ombles chevaliers (Salvelinus alpinus) et d'ombles de fontaine (Salvelinus fontinalis) dans les lacs. Une connectivité au brochet produit des communautés de poissons lacustres sans salmonidés, mais contenant souvent à la fois la perche (Perca fluviatilis) et le gardon (Rutilus rutilus). Notre analyse laisse croire que si le brochet était absent de plusieurs lacs boréaux où il habite présentement, il y aurait prédominance de peuplements de poissons salmonidés — en contraste marqué avec l'état d'homogénéité actuel des communautés de poissons non salmonidés, causé par le brochet.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2008

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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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nrc/cjfas/2008/00000065/00000009/art00012
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