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Hierarchical Bayesian analysis to incorporate age uncertainty in growth curve analysis and estimates of age from length: Florida manatee (Trichechus manatus) carcasses

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Abstract:

Age estimation of individuals is often an integral part of species management research, and a number of age-estimation techniques are commonly employed. Often, the error in these techniques is not quantified or accounted for in other analyses, particularly in growth curve models used to describe physiological responses to environment and human impacts. Also, noninvasive, quick, and inexpensive methods to estimate age are needed. This research aims to provide two Bayesian methods to (i) incorporate age uncertainty into an age–length Schnute growth model and (ii) produce a method from the growth model to estimate age from length. The methods are then employed for Florida manatee (Trichechus manatus) carcasses. After quantifying the uncertainty in the aging technique (counts of ear bone growth layers), we fit age–length data to the Schnute growth model separately by sex and season. Independent prior information about population age structure and the results of the Schnute model are then combined to estimate age from length. Results describing the age–length relationship agree with our understanding of manatee biology. The new methods allow us to estimate age, with quantified uncertainty, for 98% of collected carcasses: 36% from ear bones, 62% from length.

L’estimation de l’âge des individus fait souvent partie intégrante de la recherche sur la gestion des espèces et plusieurs méthodes d’estimation de l’âge sont en usage courant. Il arrive souvent que l’on ne mesure pas l’erreur associée à ces méthodes ou qu’on n’en tienne pas compte dans les autres analyses, particulièrement dans les modèles de courbe de croissance utilisés pour décrire les réactions physiologiques aux impacts environnementaux et anthropiques. De plus, il existe un besoin de méthodes non invasives, rapides et peu coûteuses d’estimation de l’âge. Notre recherche vise à fournir deux méthodes bayésiennes pour (i) incorporer l’incertitude associée à l’âge dans un modèle de croissance âge–longueur de Schnute et (ii) produire, à partir du modèle de croissance, une méthode pour estimer l’âge à partir de la longueur. Nous avons ensuite utilisé les méthodes sur des carcasses de lamantins de Floride (Trichechus manatus). Après avoir déterminé l’incertitude dans la technique de détermination de l’âge (dénombrement des couches de croissance des osselets de l’oreille), nous avons ajusté les données d’âge–longueur au modèle de croissance de Schnute séparément en fonction du sexe et de la saison. Nous avons ensuite combiné des renseignements a priori indépendants au sujet de la structure en âge de la population aux résultats du modèle de Schnute pour estimer l’âge à partir de la longueur. Les résultats qui décrivent la relation âge–longueur s’accordent avec notre compréhension actuelle de la biologie des lamantins. Les nouvelles méthodes nous ont permis d’estimer l’âge, avec une incertitude connue, de 98 % des carcasses récoltées : 36 % à partir des osselets de l’oreille et 62 % à partir de la longueur.

Document Type: Research Article

Publication date: October 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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nrc/cjfas/2009/00000066/00000010/art00012
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