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Potential for adaptation-by-time in sockeye salmon (Oncorhynchus nerka): the interactions of body size and in-stream reproductive life span with date of arrival and breeding location

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Abstract:

In salmonid fishes, the tendency to return to the natal site for breeding leads to reproductively isolated, locally adapted populations. In addition to this isolation-by-space, the heritability of breeding date can result in temporal segregation or isolation of breeding units. We examined the interaction between breeding location (spatial segregation) and arrival date (temporal segregation) for two fitness-related traits, reproductive life span and body size, of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka (Walbaum in Artedi, 1792)) in a small Alaskan stream. Analysis of data on tagged individuals over 9 years revealed that both males and females arriving early to the spawning grounds tended to spawn farther upstream than those arriving later, demonstrating the potential for segregation in time and space within the population. Both body length and reproductive life span also consistently varied with arrival date. Larger males and females entered the stream before smaller individuals, and individuals of both sexes that arrived early lived longer in the stream than those that arrived later. However, neither reproductive life span nor body size varied significantly with breeding location, indicating that the linkage between spatial and temporal structure in this breeding population is incomplete, and that segregation in time may currently be the dominant component of within-population structure.

Chez les poissons salmonidés, la tendance à retourner au site de naissance pour la reproduction produit des populations à isolement reproductif et à adaptation locale. En plus de cet isolement dans l’espace, l’héritabilité de la date de la reproduction peut entraîner une ségrégation ou un isolement temporel des unités reproductives. Nous avons examiné l’interaction entre le site de reproduction (ségrégation spatiale) et la date d’arrivée (ségrégation temporelle) et deux caractéristiques reliées à la fitness, soit la durée de la vie reproductive et la taille corporelle, chez des saumons rouges (Oncorhynchus nerka (Walbaum in Artedi, 1792)) dans un petit cours d’eau d’Alaska. L’analyse des données provenant d’individus marqués sur une période de 9 années montre que tant les mâles que les femelles qui arrivent tôt sur les sites de fraie ont tendance à frayer plus en amont que ceux qui arrivent plus tard, ce qui indique un potentiel de ségrégation temporelle et spatiale dans la population. La longueur du corps et la durée de la vie reproductive varient aussi toutes deux de manière régulière en fonction de la date d’arrivée. Les mâles et les femelles de plus grande taille pénètrent dans le cours d’eau avant les individus plus petits et les poissons des deux sexes qui arrivent tôt survivent plus longtemps dans le cours d’eau que ceux qui arrivent plus tard. Cependant, ni la durée de la vie reproductive, ni la taille corporelle ne varient significativement en fonction du site de reproduction, ce qui indique que le lien entre les structures spatiales et temporelles dans cette population est incomplet et que la ségrégation temporelle est sans doute actuellement la composante dominante de la structure au sein de cette population.

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2009

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nrc/cjz/2009/00000087/00000008/art00007
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