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Continental-scale variation in otolith geochemistry of juvenile American shad (Alosa sapidissima)

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Abstract:

We assembled a comprehensive atlas of geochemical signatures in juvenile American shad (Alosa sapidissima) to discriminate natal river origins on a large spatial scale and at a high spatial resolution. Otoliths and (or) water samples were collected from 20 major spawning rivers from Florida to Quebec and were analyzed for elemental (Mg:Ca, Mn:Ca, Sr:Ca, and Ba:Ca) and isotope (87Sr:86Sr and 18O) ratios. We examined correlations between water chemistry and otolith composition for five rivers where both were sampled. While Sr:Ca, Ba:Ca, 87Sr:86Sr, and 18O values in otoliths reflected those ratios in ambient waters, Mg:Ca and Mn:Ca ratios in otoliths varied independently of water chemistry. Geochemical signatures were highly distinct among rivers, with an average classification accuracy of 93% using only those variables where otolith values were accurately predicted from water chemistry data. The study represents the largest assembled database of otolith signatures from the entire native range of a species, encompassing approximately 2700km of coastline and 19 degrees of latitude and including all major extant spawning populations. This database will allow reliable estimates of natal origins of migrating ocean-phase American shad from the 2004 annual cohort in the future.

Nous avons compilé un vaste atlas des signatures géochimiques des jeunes aloses savoureuses (Alosa sapidissima) afin de pouvoir reconnaître leur rivière d’origine à la naissance sur une grande échelle géographique et à une forte résolution spatiale. Nous avons récolté des otolithes et (ou) des échantillons d’eau dans 20 rivières importantes pour la reproduction de la Floride au Québec et nous avons mesuré les rapports des éléments (Mg:Ca, Mn:Ca, Sr:Ca et Ba:Ca) et des isotopes (87Sr:86Sr et 18O). Nous avons examiné les corrélations entre la chimie de l’eau et la composition des otolithes dans cinq rivières où les deux ont été échantillonnées. Alors que les valeurs de Sr:Ca, Ba:Ca, 87Sr:86Sr et 18O dans les otolithes reflètent les rapports mesurés dans les eaux ambiantes, les rapports Mg:Ca et Mn:Ca dans les otolithes varient indépendamment de la chimie de l’eau. Les signatures géochimiques sont très distinctes d’une rivière à l’autre et la justesse moyenne des classifications est de 93% lorsqu’on utilise seulement les variables dont la teneur dans les otolithes peut être prédite avec précision à partir des données de chimie des eaux. Notre étude comprend la plus grande banque de signatures d’otolithes provenant de l’ensemble de l’aire de répartition indigène d’une espèce, couvrant environ 2700 km de côtes et 19 degrés de latitude et incluant toutes les principales populations reproductrices actuelles. Cette banque de données permettra dans le futur des déterminations fiables de la rivière d’origine à la naissance des aloses de la cohorte annuelle de 2004 en migration durant leur phase océanique.

Document Type: Research Article

Publication date: December 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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