Freshwater fish otoliths record signals from both water and physiological processes: new insights from Sr/Ca and Ba/Ca ratios

• Published in: Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
• Main Authors: Bareille, Gilles, Vignon, M., Chappaz, A., Fontaine, A., Tabouret, Hélène, Morat, F., Martin, J., Aymes, J.C., Daverat, Françoise, Pécheyran, C., Donard, Olivier François Xavier
• Other Authors: Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les materiaux (IPREM), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecologie Comportementale et Biologie des Populations de Poissons (ECOBIOP), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Central Michigan University (CMU), UMR Espace-Dev Guyane, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Université de Montpellier (UM), Biologie des Organismes et Ecosystèmes Aquatiques (BOREA), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Centre de recherches insulaires et observatoire de l'environnement (CRIOBE), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Excellence CORAIL (LabEX CORAIL), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université des Antilles et de la Guyane (UAG)-École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de La Réunion (UR)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC)-Institut d'écologie et environnement-Université des Antilles (UA), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2024
• Subjects: [SDE]Environmental Sciences; [SDV]Life Sciences [q-bio]; Atlantic salmon; Salmo salar
• Online Access: https://hal.science/hal-04378234; https://hal.science/hal-04378234/document; https://hal.science/hal-04378234/file/Bareille_2024_cjfas.pdf; https://doi.org/10.1139/cjfas-2022-0030

International audience Using strontium (Sr) and barium (Ba) in otoliths to determine natal origins and understand patterns of fish movements is based on the fundamental assumption that otoliths record water chemistry signals without any major alterations. Although prior studies highlighted that fish physiology can modify the water signal in otoliths, studies for freshwater fish are scarce. We exposed different groups of Atlantic salmon parr Salmo salar to different scenarios of ambient-level variations in Sr/Ca and Ba/Ca ratios and then combined otolith chemical profiles with environmental data (water chemistry and temperature), Fulton's index, and otolith growth rates to assess what factors explain/influence the elemental ratios of Sr and Ba in otoliths. Generalized additive mixed models (GAMMs) using water-based otolith composition, temperature, Fulton's index, and “individual” as explanatory variables allow to demonstrate that water chemistry alone cannot fully explain measured ratios in otoliths, except in scenarios involving significant changes in water chemistry. Other factors (physiological effects) should be accounted for reproducing short and minimal seasonal variations in water composition, considering that inter-individual variability contributes quite significantly in most scenarios.