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Consistent patterns of maturity and density-dependent growth among populations of walleye (Sander vitreus): application of the growing degree-day metric

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Abstract:

Growing degree-days (GDD, °C·days) are an index of ambient thermal energy that relates directly to an ectotherm’s cumulative metabolism but is rarely used to describe growth and development in fish. We applied GDD to length and maturity data from 416 populations of walleye (Sander vitreus) from Ontario and Quebec, Canada (mean annual GDD= 1200 to 2300°C·days). On average, males matured after they had experienced 6900°C·days and reached 350mm total length (L) (n = 77 populations), and females matured after 10000°C·days and at 450mm L (n = 70). Across 143 populations, GDD accounted for up to 96% of the variation in the length of immature walleye but also revealed a twofold difference in growth rate that was indicative of variation in food availability. When applied to data from eight populations in which walleye abundances have changed dramatically over time, GDD revealed a 1.3-fold increase in immature growth rate when abundance was low compared with when it was high. Our results both demonstrate the explanatory power of GDD with respect to fish growth and maturity and inform the development of regional management strategies for walleye.

Bien que les degrés-jours de croissance (GDD, °C·jours) soient un indice d’énergie thermale directement relié au cumulatif métabolisme chez les ectothermes, cet indicateur a rarement été considéré pour décrire la croissance et le développement des poissons. Nous avons utilisé l’indice GDD dans l’analyse de données de taille et de maturité provenant de 416 populations de dorés jaunes (Sander vitreus) de l’Ontario et du Québec, Canada (moyenne annuelle GDD = 1200 à 2300 °C·jours). En moyenne, les mâles ont atteint la maturité à 6900 °C·jours, correspondant à une longueur totale de 350mm (n = 77 populations), et les femelles à 10000 °C·jours, correspondant à une longueur totale de 450mm (n = 70). Dans une analyse comprenant 143 populations, l’indicateur GDD a permis d’expliquer jusqu’à 96 % de la variabilité dans la taille des individus immatures, en plus de révéler que la variabilité dans l’abondance des proies peut conduire à des différences du taux de croissance allant jusqu’au double. En utilisant les données de huit populations au sein desquelles une grande variation de l’abondance des dorés avait vraisemblablement causé de grands changements dans l’abondance des proies, l’indice GDD a montré que le taux de croissance des individus immatures bénéficiant d’une forte disponibilité de proies était de 1,3 fois supérieur à celui d’individus subissant une faible disponibilité de proies. Nos résultats démontrent le pouvoir de l’indicateur GDD pour expliquer la variabilité dans la croissance et la maturité et seront utiles au développement de stratégies régionales de gestion des populations de dorés jaunes.

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2010

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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/2010/00000067/00000007/art00001
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