Unnatural random mating policies select for younger age at maturity in hatchery Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) populations

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Abstract:

We explored the long-term consequences of three mating regimes ((1) completely random, (2) completely random but excluding jacks (age 2 males), and (3) male length≥ female length) on age and sex structure of wild and hatchery populations of Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha). Regimes similar to regimes 1 or 2 are used at most salmon hatcheries, whereas regime 3 emulates the outcomes of natural spawning behaviors that favor larger males. Inheritance of age at maturity is captured in age- and sex-structured models via matrices of age- and sex-specific conditional maturation probabilities that depend on age and sex of parents. In unexploited populations, regime 1 leads to substantial long-term selection for younger age at maturity, an effect that is somewhat reduced by regime 2, but greatly reduced under regime 3. Equilibrium age and sex structures for wild and hatchery populations under regime 3 are similar to those of natural populations, whereas mating regime 1 generates age structure that is greatly shifted toward younger ages and jacks. To prevent unintentional selection for younger age at maturity, we recommend that large-scale hatcheries replace unnatural completely random mating regimes with mating regimes that emulate the outcomes of natural spawning behaviors.

Nous explorons les conséquences à long terme de trois régimes d’appariement ((1) complètement aléatoire, (2) complètement aléatoire à l’exception des madeleineaux (mâles d’âge 2) et (3) la longueur des mâles ≥ celle des femelles) sur la structure d’âge et de sexe de populations sauvages et de populations de pisciculture de saumons chinook (Oncorhynchus tshwawytscha). La plupart des piscicultures de saumons utilisent des régimes semblables à 1 ou 2, alors que le régime 3 simule les résultats des comportements naturels de fraie qui favorisent les mâles plus grands. L’héritabilité de l’âge à la maturité est saisie dans les modèles structurés d’après l’âge et le sexe à travers des matrices de probabilités conditionnelles de maturation spécifiques à l’âge et au sexe qui dépendent de l’âge et du sexe des parents. Dans les populations inexploitées, le régime 1 conduit à une importante sélection à long terme d’une réduction de l’âge à la maturité; cet effet est moins marqué avec le régime 2 et fortement réduit par le régime 3. L’âge à l’équilibre et la structure sexuelle des populations sauvages et élevées sous le régime 3 sont semblables à ceux des populations naturelles, alors que le régime d’appariement 1 produit une structure d’âge qui favorise fortement les âges moins élevés et les madeleineaux. Afin d’éviter une sélection involontaire d’une réduction de l’âge à la maturité, nous recommandons que les grandes piscicultures remplacent les régimes d’appariement complètement aléatoires qui ne sont pas naturels par des régimes qui simulent les résultats des comportements naturels de fraie.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2009

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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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