Influence of water chemistry and migratory distance on ability to distinguish progeny of sympatric resident and anadromous rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)

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Abstract

Otolith Sr:Ca ratios near primordia (Sr:CaCore) have been used to distinguish progeny of resident and anadromous Oncorhynchus mykiss and to estimate rates of exchange between the two forms; however, the influences of confounding variables on Sr:CaCore have not been quantified. We analyzed Sr:CaCore in juvenile O. mykiss produced at 13 California hatcheries that spawn primarily resident or anadromous broodstock. Mean Sr:CaCore of progeny of resident females increased with increasing Sr:Ca ratio of the stream (Sr:CaWater) in which the mother spawned (r2 = 0.71). Mean Sr:CaCore of progeny of anadromous females averaged 1.0 × 10−3 higher, also increased with Sr:CaWater, and decreased with increasing migratory difficulty (distance × elevation) of the mother (r2 = 0.96). Model results predict that discrimination of sympatric progeny is equally good among streams where Sr:CaWater is less than 5 mmol·mol−1, but limited at higher Sr:CaWater or when anadromous females return to freshwater 6 months or more before spawning (e.g., summer steelhead). The models also provide an alternative method of interpreting Sr:CaCore data that can improve discrimination between sympatric progeny. Analysis of adults from one stream and eight hatchery sites suggested that resident females made little or no contribution to populations of anadromous adults, but anadromous females contributed to populations of resident adults.

Les rapports Sr:Ca des otolithes près du primordium (Sr:Canoyau) ont servi à distinguer la progéniture d'Oncorhynchus mykiss résidants et anadromes et à estimer les taux d'échange entre les deux formes; cependant, les influences des variables confondantes sur Sr:Canoyau n'ont jamais été mesurées. Nous avons analysé les Sr:Canoyau chez de jeunes O. mykiss produits dans 13 piscicultures de Californie qui font principalement de la reproduction de stocks reproducteurs résidants ou anadromes. Le rapport Sr:Canoyau moyen des petits des femelles résidantes augmente avec l'accroissement du rapport Sr:Ca du cours d'eau (Sr:Caeau) dans lequel la mère fraye (r2 = 0,71). Le rapport Sr:Canoyau moyen des petits de femelles anadromes est en moyenne de 1,0 × 10−3 plus élevé, il augmente aussi avec la valeur de Sr:Caeau et il décroît en fonction de la difficulté de la migration (distance × altitude) de la mère (r2 = 0,96). Les résultats de notre modélisation prédisent que la discrimination des petits vivant en sympatrie est également bonne dans les cours d'eau où Sr:Caeau est moins de 5 mmol·mol−1, mais la discrimination est limitée aux valeurs plus élevées de Sr:Caeau ou lorsque les femelles anadromes retournent en eau douce six mois ou plus avant la fraie (par ex., les truites arc-en-ciel anadromes d'été). Les modèles fournissent aussi une méthode de rechange pour l'interprétation des données de Sr:Canoyau qui peut améliorer la discrimination entre les petits qui vivent en sympatrie. Une analyse d'adultes provenant d'un cours d'eau et de huit sites de pisciculture indique que les femelles résidantes fournissent une contribution faible ou nulle à la population d'adultes anadromes, mais que les femelles anadromes contribuent aux populations d'adultes résidants.

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