Régime alimentaire, croissance, et facteurs de recrutement des larves de sébaste (Sebastes mentella) dans le golfe du Saint-Laurent

Burns, Corinne (2022). Régime alimentaire, croissance, et facteurs de recrutement des larves de sébaste (Sebastes mentella) dans le golfe du Saint-Laurent. Thèse. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 131 p.

Prévisualisation

PDF Télécharger (2MB) | Prévisualisation

Résumé

RÉSUMÉ : La surpêche et des décennies de faible recrutement ont provoqué l'effondrement du stock de sébaste du golfe du Saint-Laurent (GSL), Sebastes mentella, et sa biomasse est restée faible jusqu'au milieu des années 2010. Le recrutement sans précédent de la cohorte de 2011, ainsi que le fort recrutement de la cohorte de 2013, ont permis aux populations de sébaste de rebondir à une biomasse record estimée à 2,8 millions de tonnes en 2021, et des discussions sur la réouverture de la pêche sont actuellement en cours. On sait peu de choses sur le cycle biologique du sébaste dans la région. De plus, le sébaste est catégorisé comme une espèce à recrutement spasmodique, qui produit de fortes cohortes en moyenne une fois tous les 10 ans. Cette caractéristique de reproduction rend difficile la collecte d'un échantillon suffisant d'années de fort recrutement pour permettre d'identifier des relations empiriques entre les conditions environnementales et le recrutement. Chez les poissons marins, le succès du recrutement est souvent régulé par l'ampleur de la mortalité par différents agents qui affectent la survie des individus au stade larvaire. Une meilleure compréhension des facteurs qui régulent la survie des larves de sébaste et le recrutement subséquent des sébastes dans la région permettrait aux équipes d'évaluation des stocks de mieux prévoir la dynamique future du stock. L'objectif principal de ce projet était d'identifier les conditions environnementales susceptibles d'influencer la survie des larves de sébaste. Pour ce faire, j'ai d'abord dû identifier les sources d'énergie et de nutriments en détaillant la composition du régime alimentaire des larves de sébaste, ainsi que l'étendue et les moyens par lesquels le régime alimentaire influence la croissance larvaire. Ensuite, j'ai pu commencer à reconstituer mécaniquement les processus dans lesquels le recrutement des larves de sébaste pourrait potentiellement être influencé par l'océanographie physique et biologique. Dans le Chapitre 1, j'ai identifié, catégorisé et quantifié les proies dans le régime alimentaire des larves de sébaste afin de déterminer les préférences alimentaires. À l'aide de ces données, j'ai identifié d'importants taxons de proies et des stades de développement dont les larves de sébaste se nourrissent préférentiellement afin d'éviter la famine. Au Chapitre 2, j'ai déterminé l'âge et les patrons de croissance des larves de sébaste en mesurant les accroissements quotidiens formés sur l'otolithe. À l'aide des données sur la microstructure des otolithes et de l'analyse du régime alimentaire, j'ai décrit la relation entre le succès alimentaire récent, la composition du régime alimentaire, et la condition et la croissance des larves. Au Chapitre 3, j'ai utilisé une approche fondée sur le poids de la preuve pour identifier les variables océanographiques physiques et biologiques qui expliquent le mieux la variabilité du recrutement du sébaste. J'ai utilisé des ensembles de données environnementales à long terme compilés par Pêches et Océans Canada pour décrire les relations entre plusieurs variables environnementales et la force du recrutement annuel. J'ai constaté que les larves de sébaste se nourrissent de façon généraliste et que le régime alimentaire est dominé par les stades d'œufs et de nauplii du copépode calanoïde, Calanus finmarchicus, avec certaines années présentant l'évidence d'une préférence alimentaire pour les œufs de C. finmarchicus. Lorsque j'ai étudié le rôle de la composition du régime alimentaire sur la croissance des larves de sébaste, j'ai constaté qu'il existe une période critique autour de 8 jours après l'extrusion au cours de laquelle les patrons de croissance diffèrent de ceux immédiatement après l'extrusion. Cela correspond vraisemblablement au début de l'alimentation exogène. J'ai constaté que le type de proie, plutôt que la quantité totale de carbone consommée, est important pour favoriser une croissance rapide des larves de sébaste se nourrissant de manière exogène. Les larves qui consommaient du carbone de proies mobiles, en particulier les stades nauplii de C. finmarchicus, étaient en meilleure condition et avaient récemment grandi plus rapidement que les larves qui consommaient du carbone de proies immobiles, tel que les œufs de C. finmarchicus. Ces résultats suggèrent une grande importance de la variabilité interannuelle entre le moment de l'extrusion larvaire et le moment de la saison de reproduction de C. finmarchicus afin d'assurer un chevauchement spatio-temporel entre l'émergence des larves de sébaste et les nauplii de C. finmarchicus. Au final, j'ai identifié 4 caractéristiques environnementales pouvant être responsables de la variabilité dans le recrutement du sébaste : la phénologie tardive de C. finmarchicus, l'abondance élevée de C. finmarchicus, le faible volume de la couche intermédiaire froide et la faible biomasse du stock reproducteur. Mes résultats suggèrent que des conditions environnementales appropriées pour chaque facteur doivent être réunies afin de favoriser un fort recrutement du sébaste, et chacune de ces conditions était présente lors des récents événements de fort recrutement en 2011 et 2013. Ces résultats fournissent aux gestionnaires des pêches une base de conditions environnementales qui peut être suivie annuellement afin de mieux prédire les fluctuations naturelles des populations de sébaste du GSL. -- Mot(s) clé(s) en français : recrutement, larves de poissons, processus ascendants, océanographie, copépodes, trophodynamique, croissance. --
ABSTRACT : Overfishing and decades of poor recruitment caused Gulf of St. Lawrence (GSL) redfish, Sebastes mentella, populations to crash in the early 1990s and stock biomass remained low until the mid-2010s. Unprecedentedly high recruitment of the 2011 cohort, along with strong recruitment of the 2013 cohort, have allowed redfish populations to rebound to a record high estimated biomass of 2.8 million tons in 2021, and talks of reopening the fishery are currently underway. Little is known about the life history of redfish in the region. In addition, redfish are categorized as a spasmodically-recruiting species, which produce strong recruitment cohorts on average once every 10 years. This reproductive characteristic makes it difficult to gather a large sample size of strong recruitment years in order to identify empirical relationships linking recruitment to environmental conditions. In marine fishes, recruitment success is often regulated by the magnitude of mortality by different agents that affect the survivorship of individuals during the larval stage. A better understanding of the factors that affect larval redfish survival, and ultimately drive redfish recruitment in the region, would allow stock assessment teams to better predict and monitor survival of early life stages of redfish in the future. The overarching objective for this project was to identify likely environmental conditions that drive recruitment success of larval redfish. In order to accomplish this, I had to first understand the sources of energy and nutrients in the larval redfish diet, and the extent to, and means by which diet influences larval redfish growth. Then, I was able to begin to mechanistically piece together the processes in which larval redfish recruitment could potentially be influenced by physical and biological oceanography. In Chapter 1, I identified, categorized, and quantified prey in the larval redfish diet in order to determine feeding preferences. Using these data, I identified important prey taxa and developmental stages that larval redfish preferentially prey upon in the environment in order to avoid starvation. In Chapter 2, I determined age and growth patterns of redfish larvae by measuring daily otolith increments. Using otolith microstructure data and diet analysis, I described the relationship between recent feeding success, diet composition, and larval condition and growth. In Chapter 3, I used a weight-of-evidence approach to identify physical and biological oceanographic variables that best explain redfish recruitment variability. I used long-term environmental data sets compiled by Fisheries and Oceans Canada to describe the relationships between multiple environmental variables and annual recruitment strength. I found that larval redfish are generalist feeders, and frequently multiple prey taxa commonly found within the GSL. The majority of carbon in the diet is contributed egg and naupliar stages of the calanoid copepod, Calanus finmarchicus, with larvae in some years demonstrating a feeding preference for C. finmarchicus eggs. When I investigated the role of diet composition on larval redfish growth, I found that there is a critical period around 8 days post-extrusion at which growth patterns differ from those immediately post-extrusion. This likely corresponds with the onset of exogenous feeding. I found that prey type, rather than the total amount of carbon consumed, is important to drive fast growth in exogenously feeding larval redfish. Larvae that consumed carbon from mobile prey, such as C. finmarchicus nauplii, were in better condition and had recently grown faster than larvae that consumed carbon from immobile prey, such as C. finmarchicus eggs. These results inferred the importance between the timing of larval extrusion and the timing of the C. finmarchicus reproduction season in order to ensure that larval redfish overlapped in space and time with C. finmarchicus nauplii. I identified 4 likely environmental drivers of redfish recruitment: late C. finmarchicus phenology, high C. finmarchicus abundance, ow volume of the cold intermediate layer, and low spawning stock biomass. These results suggest that suitable environmental conditions for each driver must be met in order to promote a strong redfish recruitment event, and each of these conditions were present during the recent strong recruitment events of 2011 and 2013. These findings provide fishery managers with a conceptual framework of environmental effects on recruitment, and a suite of conditions that can be monitored annually in order to better predict natural population fluctuations in GSL redfish. -- Mot(s) clé(s) en anglais : recruitment, larval fish, bottom-up processes, oceanography, copepods, trophodynamics, growth.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Robert, Dominique
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Sirois, Pascal et Plourde, Stéphane
Information complémentaire :	Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en océanographie en vue de l'obtention du grade de Philosophiae doctor.
Mots-clés :	Sébaste atlantique; Sebastes mentella; Larves; Alimentation; Mœurs et comportement; Croissance; Recrutement (Biologie des populations); Trophodynamique; Saint-Laurent, Golfe du.
Départements et unités départementales :	Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	18 mai 2023 19:29
Dernière modification :	18 mai 2023 19:29
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/2311

Actions (administrateurs uniquement)

Éditer la notice