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Sensitivity of northern redbelly dace, Phoxinus eos, to chemical alarm cues

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The northern redbelly dace, Phoxinus eos (Cope, 1862), is subject to predation by brook trout, Salvelinus fontinalis (Mitchill, 1814), in Canadian Shield lakes, particularly when individuals migrate to the pelagic zone at sunset to feed on zooplankton and fish shoals break up into single individuals. The objectives of the present study were to (i) determine whether northern redbelly dace react to skin extracts from conspecifics and thus potentially use chemical alarms to detect predators in nature, (ii) characterize the fright reaction in northern redbelly dace under different concentrations of alarm substance, and (iii) estimate the active space of the alarm substance in this species. Northern redbelly dace responded to skin extracts of conspecifics with a series of antipredator behaviours. The dace moved closer to the substrate and away from the area where the alarm substance was injected, increased both the cohesion and polarization of their schools, and performed more dashing and freezing behaviours. The observed responses were closely correlated with the concentration of the skin extract solution, suggesting that individuals could use this sensitivity to different concentrations of alarm substance to estimate the risk of predation in nature. The dilution experiment allowed us to estimate that 1 cm2 of northern redbelly dace skin contains enough alarm substance to generate a response of individuals in 110 558 L of water, which corresponds to a cube with sides of approximately 4.8 m. Indirect evidence suggests that the northern redbelly dace could use chemical alarm cues to assess the risk of predation by brook trout in nature.

Le ventre rouge du nord, Phoxinus eos (Cope, 1862), est une proie naturelle de l’omble de fontaine, Salvelinus fontinalis (Mitchill, 1814), dans les lacs du bouclier canadien, en particulier lorsque les individus migrent dans la zone pélagique au coucher du soleil pour se nourrir de zooplancton et que les bancs se dispersent. Les objectifs de cette étude sont (i) de déterminer si le ventre rouge du nord réagit à des extraits de peau de poissons conspécifiques et ainsi, s’il a le potentiel d’utiliser un système d’alarme chimique pour détecter les prédateurs en nature, (ii) de caractériser la réaction de peur chez le ventre rouge du nord à différentes concentrations de substance chimique d’alerte et (iii) d’estimer l’espace actif de la substance chimique d’alerte chez cette espèce. Les ventres rouges du nord réagissent à des extraits de peau de poissons conspécifiques par un ensemble de comportements anti-prédateurs. Les individus se rapprochent du substrat et s’éloignent de la zone d’injection de la substance chimique d’alerte, augmentent la cohésion et la polarisation de leurs bancs et font plus de mouvements brusques et d’immobilisations prolongées. Les réactions observées sont fortement corrélées à la concentration de la substance chimique d’alerte, ce qui indique que les individus peuvent utiliser cette sensibilité aux différentes concentrations de la substance chimique d’alerte pour estimer le risque de prédation en nature. Des expériences de dilution nous ont permis d’estimer que 1 cm2 de peau de ventre rouge du nord contient suffisamment de substance chimique d’alerte pour générer une réaction des individus dans 110 558 L d’eau, ce qui correspond à un cube de 4,8 m de côtés. Des que le ventre rouge du nord peuvent utiliser les substances chimiques d’alerte pour estimer le risque de prédation par l’omble de fontaine en nature.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2004

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