Interannual variability in early life history and estuarine colonization of European seabass Dicentrarchus labrax

Abstract

Entender como é que o peixe marinho é afetado por variáveis ambientais e oceanográficas durante as fases iniciais do ciclo de vida é fulcral dada a sua importância nas dinâmicas e conectividade da população. O objetivo deste trabalho foi determinar influência destes processos na variabilidade interanual nas datas de eclosão e padrões de crescimento do robalo, Dicentrarchus labrax, ao longo de um período de sete anos, desde 2011 a 2017. De forma a atingir este objetivo, foi utilizada a microestrutura de otólitos para determinar as datas de eclosão do robalo e para desenvolver cronologias de crescimento. Na maioria dos anos, o período de eclosão ocorreu entre fevereiro a abril, com duas exceções: no ano 2012 a eclosão começou no início de janeiro e em 2016 ocorreu um período de eclosão excecionalmente longo. Através da utilização de Modelos aditivos Gerais (GAMs) verificou-se que a temperatura da água do mar e o índice da Oscilação do Atlântico Norte (NAOi) foram os principais fatores responsáveis pela variabilidade observada nas datas de eclosão do robalo, enquanto que a Clorofila-a teve impacto reduzido. A relação entre a temperatura da água do mar e as datas de eclosão foi positiva, enquanto que a relação entre o NAOi e as datas de eclosão do robalo foi negativa. O desenvolvimento de cronologias de crescimento permitiu identificar os principais efeitos intrínsecos e extrínsecos responsáveis pelo crescimento de juvenis. Estas cronologias foram desenvolvidas através de modelos lineares generalizados mistos (GLMM) e incluíram como co-variáveis a temperatura da água do mar e o NAOi. Em 2011 e entre 2013 a 2017, foram observados padrões de crescimento semelhantes, que começaram com crescimento acima da média durante um curto período, seguidos de uma queda acentuada até ao ponto de menor crescimento e depois, à medida que a colonização estuarina progrediu, o crescimento aumentou de forma estável até atingir o ponto máximo em torno do fim de junho e início de julho. Em 2012, o crescimento nos primeiros dias esteve abaixo da média, possivelmente devido à eclosão antecipada, em condições desfavoráveis. Uma vez que a temperatura da água do mar e o NAO são os principais fatores responsáveis pela variabilidade no recrutamento e crescimento do robalo, o seu ciclo de vida pode vir a sofrer alterações significativas devido ao aquecimento dos oceanos e ao aumento de instabilidade climática.

Understanding how marine fish early-life history is affected by environmental and oceanographic factors is critical given their importance to population dynamics and connectivity. This work aimed at determining the influence of these processes on the interannual variability in hatch dates and growth patterns of European seabass Dicentrarchus labrax, over a seven-year period, from 2011 to 2017. To accomplish this, otolith microstructure analysis was used to determine seabass hatch dates and to develop growth chronologies. In most years, the hatching period occurred from February to April, with two exceptions: In the year 2012 hatching started in early-January and in 2016 and exceptionally long hatching period ocurred. Through the use of Generalized Additive Models (GAM), it was observed that sea surface temperature and the North Atlantic Oscillation index (NAOi) were the main drivers behind the inter-annual variability in seabass hatch dates, while Clorophyll-a´s impact was reduced. Sea surface temperature had a positive relation with hatch dates whereas NAOi´s was negative. Development of growth chronologies allowed to assess the effects of intrinsic and extrinsic factors on juvenile growth. Said chronologies were developed using Generalized linear mixed models GLMM and included sea surface temperature and NAOi as covariates in the models. In 2011 and from 2013 to 2017, similar growth patterns were observed, starting with above average growth rates, for a short period, followed by a sharp decrease until the lowest growth point, and then as estuarine colonization progressed, growth steadily increased until peaking near June´s end to early July. In 2012 initial growth was below average, possibly due to an earlier hatching under unfavourable mid-winter conditions. Since seawater temperature and the NAO were the main drivers for seabass recruitment and growth, its life cycle may suffer important changes due to oceans warming and an increasingly unstable climate.