Title

Variabilidad natural en la microquímica de otolitos de Sardinops sagax caeruleus

Author

Sonia Ruthy Valle Rubio

Contributor

Timothy Robert Baumgartner Mcbride (Thesis Adviser)

Sharon Zinah Herzka Llona (Thesis Adviser)

Access level

Open Access

Summary or description

La sardina del Pacifico Sardinops sagax caeruleus es una de las especies de mayor importancia econémicaa lo largo de todasu distribucién en la Corriente de California y el Golfo de California. Los modelos histéricamente postulados acerca de la diferenciacién de los stocks no permiten definir los limites geograficos de las poblaciones dentro de su distribucién en México, incluyendo el Pacifico de Baja California y el Golfo de California. El objetivo de este estudio fue evaluar si la composicién isotépica (880 y 6°C) y la concentracién de elementos traza en los otolitos de sardinas jévenes (ca. 1 afio de edad) capturadas en diversas localidades del Pacifico de Baja California y dentro del Golfo de California pueden ser usadas comotrazadores naturales de patrones de migracidn, origen natal y/o para discriminar entre poblaciones. La tesis est4 organizada en cinco capitulos. Los dos primeros capitulos ofrecen una introduccién y antecedentes generales. Enel tercer capitulo se midieron los valores de 30 y 5'°C en los otolitos de sardinas jovenes colectadas en aguas mexicanas para evaluar su potencial comotrazadores naturales de los patrones de migraci6n, origen natal y estructura geografica. No se encontraron diferencias significativas en los valores de 830 y 8°C entre las muestras del Pacifico y del Golfo, pero si entre localidades dentro de cada region. El Analisis de Componentes Principales (ACP) realizado para evaluar si era posible identificar grupos de sardinas con base en la composicién isotépica (880 y 83°C) de los otolitos, y variables biolégicas (talla y edad de los peces, longitud y peso de los otolitos) y ambientales (TSM salinidad), mostré una clara separacién entre las sardinas del Pacifico y del Golfo. Ademas, la muestra colectada en Bahia Magdalena en octubre del 2004 formé un grupo adicional. Con base en la evaluacién de los valores de correlacién candénicos, llegué a la conclusién que la separacién de los grupos del Pacifico y Golfo de California se debié en gran parte a las variables bioldgicas y no a diferencias en la composicién isotépica de los otolitos. Enel capitulo cuatro se estimd la temperatura a la cual estuvo expuesta cada sardina durante su vida con base en (1) la temperatura superficial del mar mensual derivada de imagenesde satélite (TSM), las cuales fueron promediadas para el periodo correspondiente a la edad de cada pez, y (2) usando una ecuacién empirica que relaciona valores de 8'*Ooio con la temperatura de formacién del carbonato de calcio de los otolitos (Toto). Se encontrd que para el Pacifico, los valores promedio de 5'8Osto fueron concordantes con estimaciones de la TSM para cada localidad, excepto para una muestra de Bahia Magdalena. Esto puede reflejar movimiento de sardinas desde otras zonas Bahia Magdalena. Para las muestras del Golfo de California, las estimaciones de T,i. fueron generalmente menores que la TSM,lo cual sugiere el uso preferencial de habitat de baja temperatura. Estos resultados mostraron que es posible reconstruir la historia termal de la sardina con el fin de contribuir a la caracterizacion de origennatal y patrones de migracién de la sardina en aguas mexicanas. En el capitulo V de la tesis se utilizo6 Espectrometria de Masas con Plasma Acoplado por Induccién combinado con Ablacién Laser para medir la concentracién (relativa a calcio) de Mg, Mn, Sr, Sn y Ba en los nucleos y margenes de los otolitos de sardinas. Hubo diferencias significativas en la concentracién de los elementos entre los nucleos y margenes para la mayoria de los elementos (excepto estafio). Para evaluar si era posible discriminar entre grupos, se utilizé un andlisis discriminante con los datos de los margenes, los cuales reflejan las condiciones a los cuales estuvieron expuestos los peces poco antes de su captura. Se encontré que las muestras del Pacifico difieren claramente de las del Golfo, con la excepcion de las sardinas capturadas en Bahia Magdalena en octubre 2004. Analisis post hoc de las concentraciones de los dos elementos que contribuyeron mas a la separacién entre grupos (Mn y Ba) indicaron que por lo general hubo diferencias significativas entre las sardinas del Pacifico y Golfo de California. Los resultados obtenidos indican que LA-ICPMS puede ser una herramienta Util para evaluar si hay migracion de sardinas entre el Pacifico, Golfo y Bahia Magdalena.

The Pacific sardine Sardinops sagax caeruleus is one of the most economically important species along its distribution in the California Current System and within the Gulf of California. The models of population structure that have been proposed over time do not provide a single, integrated model of the temporal and spatial limits among populations within its distribution. The objective of this study was to perform a preliminary survey to determine if the elemental composition and/or stable isotope ratios of carbon and oxygen (6°C and &'%0) in the otoliths of young sardines (ca. 1 year old) captured in Mexican waters could be used to generate habitat-specific fingerprints to evaluate potential stock structure and infer natal origin and migrationpatterns. This Thesis is organized into five chapters. The two first chapters offer an introduction and general background. In the third chapter, I performed a survey to determine if measurements of the stable isotope ratios of oxygen (8'80) and carbon (8'°C) in the otoliths of young sardines captured in Mexican waters could be used to infer stock structure, natal origin and migration patterns. When §'°O and 8°C valuesofthe otoliths of all sardines collected in the Pacific off Baja California and within the Gulf of California were compared, no significant differences were found among regions. Principal component analysis (PCA) was used to determine if isotopic values (oxygen and carbon), biological measurements (standard length, otolith length, otolith weight, age) and environmental conditions (salinity based and temperature) could be used to distinguish among potential subpopulations. When Pacific and Gulf samples were analyzed within a single PCA, there was clear separation between regions. In addition, the samples collected in Bahia Magdalena in October of 2004 formed an additional group. Evaluation of canonical correlation functions indicated that most of the separation was due to biological variables,and notto isotopic values. In the fourth chapter, I calculated temperature to which each individual was exposed during its life by using (1) local satellite-derived sea surface temperatures (SST) averaged over the life of each fish and (2) a literature-derived empirical equation which uses 8'°Q,i. values to backcalculate the temperature to which individuals were exposed (Toto). In general, mean T,to values agreed with SST estimates for most Pacific samples, except for the southernmost Pacific site (Bahia Magdalena), which may reflect movement into the bay system from other areas. For Gulf samples, Toto estimates were generally lower than SST estimates, suggesting the preferential use of lower temperature habitats. These results indicate that it is possible to reconstruct the thermal history of sardine in future studies, so as to contribute to the characterization of natal origin and migration patterns within Mexican waters. In chapter five, I used Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICPMS) to measure the calcium-standardized relative abundances of Mg, Mn, Sr, Sn and Ba in the otolith nuclei and margins of young sardines. There were significant differences in elemental ratios measured in the otolith nuclei and margins for most elements, except for tin. Based on discriminant function analysis of the data obtained in the otlith margins (representing the period shortly before capture), samples collected in the Pacific and Gulf had clearly distinguishable elemental signatures, except for the otoliths of sardines collected in Bahia Magdalena in October 2004. Post-hoc analyses of the elemental ratios of the two elements that contributed the most to separation between groups (Mn and Ba) indicated significant differences among sardines from the Pacific and Gulf. Theresults obtained thus far indicate LA-ICPMScould be used to evaluate whether there is migration amongthe Pacific, Gulf of California and Bahia Magdalena.

Publisher

CICESE

Publish date

2007

Publication type

Doctoral thesis

Format

application/pdf

Language

Spanish

Citation suggestion

Valle Rubio, S. R.2007.Variabilidad natural en la microquímica de otolitos de Sardinops sagax caeruleusTesis de Doctorado en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.184 pp.

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Repositorio Institucional CICESE

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