Evidence for cumulative temperature as an initiating and terminating factor in downstream migratory behavior of Atlantic salmon ( <i>Salmo salar</i> ) smolts

  • Zydlewski G
  • Haro A
  • McCormick S
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Abstract

Temperature control of Atlantic salmon (Salmo salar) smolt migration was tested using a novel technique al-lowing nearly continuous monitoring of behavior with complete control over environmental conditions. Parr and presmolts were implanted with passive integrated transponder tags, placed in simulated streams, and monitored for up-stream and downstream movements. Beginning 18 April, temperature was increased 1 °C every third day (advanced), fourth day (ambient), and tenth day (delayed). Smolt downstream movements were initially low, peaked in mid-May, and subsequently declined under all conditions. Parr downstream movements were significantly lower than those of smolts in all treatments (0.8 ± 0.5 movement·day –1 versus 26.5 ± 4.5 movements·day –1 , mean ± SE) and showed no in-crease. At delayed temperatures, smolts sustained downstream movements through July; those under ambient and ad-vanced conditions ceased activity by mid-June. Initiation and termination of downstream movements occurred at significantly different temperatures but at the same number of degree-days in all treatments. Physiological changes as-sociated with smolting (gill Na + ,K + -ATPase activity and plasma thyroxine) were coincident with behavioral changes. This is the first evidence of a behavioral component to the smolt window. We found that temperature experience over time is more relevant to initiation and termination of downstream movement than a temperature threshold. Résumé : Une nouvelle technique qui permet un suivi presque continuel du comportement des saumoneaux de salmons atlantiques (Salmo salar) et un contrôle total des conditions environnementales nous a permis d'évaluer le contrôle exercé par la température sur la migration. Nous avons muni des tacons et des pré-saumoneaux d'étiquettes à transpon-deur passif intégré, les avons placés dans des cours d'eau artificiels et avons suivi leurs déplacements vers l'amont et vers l'aval. À partir de 18 avril, nous avons augmenté la température de 1 °C à tous les trois (conditions anticipées), quatre (conditions ambiantes) ou dix jours (conditions retardées). Au départ, les déplacements des saumoneaux vers l'aval sont faibles; ils atteignent un sommet à la mi-mai pour diminuer ensuite dans toutes les conditions. Les déplace-ments des tacons vers l'aval sont significativement moins importants que ceux des saumoneaux dans toutes les condi-tions (0,8 ± 0,5 déplacement·jour –1 par rapport à 26,5 ± 4,5 déplacements·jour –1 ; moyenne ± erreur type) et ne subissent aucun accroissement. Aux températures retardées, les saumoneaux continuent leurs déplacements vers l'aval jusqu'à la fin de juillet, alors qu'aux conditions ambiantes et anticipées, les déplacements cessent à la mi-juin. Le dé-but et la cessation des déplacements vers l'aval se font à des températures différentes, mais à la même sommation de chaleur en degrés-jours, dans les diverses conditions. Les changements physiologiques associés à la transformation en saumoneau (l'activité des la Na + ,K + adénosine triphosphatase et la thyroxine du plasma) coïncident avec la modifica-tion des comportements. Il s'agit de la première fois qu'on démontre l'existence d'une composante comportementale à la fenêtre temporelle de la possibilité de transformation en saumoneau. Nous avons trouvé que l'exposition à la tempé-rature sur une période de temps explique mieux le début et la fin des déplacements vers l'aval qu'un seuil thermique. [Traduit par la Rédaction] Zydlewski et al. 78

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Authors

  • Gayle Barbin Zydlewski

  • Alex Haro

  • Stephen D McCormick

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