BIOLOGICAL OCEANOGRAPHY COHHITTEE

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1 ... " International Council for the Exploration of the Sea C.M. 1988/L: 1 Report of Activities BIOLOGICAL OCEANOGRAPHY COHHITTEE 1987 by M. Sinclair ""~ :~'.;':':':,~.-'"

2 - 1 - H. Slncla1r The follow1ng ls a summary of some of the relevant actlvltles In Canada; for further details, please consult the lndlvlduals named In each sectlon. DEPARTHENT OF FISHERIES AND OCEANS Bl010glcal Sclences Branch, Scotla-Fundy Region P.O. Box 550, Hallfax, Nova Scotla, B3J 2S1 (M. Slnclalr, Dlrector) Prlmary Productlvlty Wlth the current world-wlde lnterest In the role of the oceans In global cllmate change, partlcular attention has been glven to developlng tools for determlnlng prlmary productlvlty by satelilte remote senslng. It Is clear from satelilte lmagery that the complex patterns of chlorophyll distribution In the oceans cannot be adequately sampled In time and space uslng shlphoard methodology. It Is, therefore, Imperative to develop a remote senslng approach. The basis of the method currently proposed Is the estlmatlon of chlorophyll biomass uslng an ocean colour scanner and comblnatlon of chlorophyll biomass data wlth lncldent light data to glve an estlmate of the rate of prlmary productlon. Slnce a satelilte sees only the top few cm of the water column, and slnce phytoplankton cells dlffer wldely In thelr physlo10glcal response to light, any algorlthms for estlmatlng the rate of prlmary productlon are sure to lnvolve slmpllfylng assumptlons. Nevertheless, early attempts, whlch were of an emplrlcal nature, were not all that bad. The relationship between surface light and blomass-normallzed prlmary productlon of the ocean water-column turns out to be remarkably stable. Archlved chlorophyll data collected as part of the Scotlan Shelf IChthyoplankton Program are currently belng compared wlth the approprlate CZCS satellite Images, as part of a ground-truthlng program. In 1986, Platt publlshed an algorlthm that embodled two assumptlons: (1) a linear 11ght-photosynthesis model; and (11) uniform distribution of photosynthetlc biomass wlth depth. In that paper, the consequences of the first assumptlon were addressed and correctlon procedures developed. Durlng 1987, Platt and colleagues have explored the consequences of the second assumptlon through sensltlvlty analyses on a generallzed biomass profile. The errors were shown to be functlons of the parameters of biomass profile, the photosynthetlc parameters and the optlcal propertles of the water. The probable random errors In the estlmatlon of water-col~~n prlmary productlon uslng remotely sensed data were estlmated to be of the order of 100~, but lf the typlcal structure of the vertlcal profile Is known, much of thls error can be removed.

3 - 2 - The control of prlmary productlon by the supply of nutrlents, especlally the control of "new" productlon by the supply of nltrate, has been a subject of contlnuing study. Ceorge's Bank, whlch lles between Cape Cod and Nova Scotla, has a water column whlch ls tldally m1xed from top to bottom at all tlmes of year. There 1s a level of pr1mary productlon based on recyeled nltrogen, but the productlon removed by man must be balanced by productlon based on new nltrogen Introduced as nltrate from the deeper water surround1ng the bank. In summer t1me, the water surroundlng the bank becomes thermally stratlfled and a front develops at the edge of the bank. Rect1f1cat10n of t1dal currents over the sldes of the bank leads to a perslstent clockw1se current round Its per1meter, but thls ls not a closed gyre and there ls slgnlf1cant exchange of water mass through the front. The results of an experlment conducted 1n July-August 1985 show that the flux of nltrate-n across the front was about l2 mg at Nm-'s-'. Us1ng a,sn techn1que. 1t was est1mated that the nutr1ent demand of the phytoplankton 1n the well-m1xed area was 2.5 mg at Nm-'s-I whlle that of the phytoplankton 1n the frontal area was 2.9 mg at Nm-Is- I, so the flux across the front was more than enough to meet thls demand. One of the most valuable commerclal stocks on the bank 1s the scallop, Placopecten magellanlcus. The area of h1ghest stock dens1ty rough1y c01ne1des w1th the frontal zone, wh1ch In turn 1s characterlzed by a partlcularly hlgh rate of pr1mary productlon per unlt area. A calculat10n of the scallop nltrogen budget reveals that the est1mated supply of new n1trogen to the Bank by cross-frontal transport of n1trate 1s much 1n excess of the requ1rements of the scallops. assumlng ut111zat10n of phytoplankton w1th a loj growth eff1c1ency. There also appears to be an adequate supply of new n1trogen to account for the requ1rements of the pe1aglc and demersal f1sh on the bank. It 1s, therefore. pereeived that the cross-frontal transfer of n1trate onto Ceorge's Bank 1s a key process 1n ma1ntalnlng the product1v1ty of commerc1al stocks. Plans for future work 1nc1ude deta11ed 1nvest1gat10n of the phys1cal mechan1sms 1nvolved. and study of the extent to wh1ch the measurements made 1n 1985 are representat1ve of all s1des of the bank. Dur1ng the summer of 1987, the upwel11ng of new n1trogen was also stud1ed at the slte of the New England and Corner Sea Mount cha1ns. A cru1se. code-named PLASMA (Productlon Located at Sea Mounts 1n the Atlant1c). was executed to study the hypothes1s that the reglons of h1gh chlorophyll shown by CZCS 1mages 1n the reglon of sea mounts were caused by the upwell1ng of new nltrogen as a resu1t of turbulence generated 1n the wake of the sea mounts. The results are not yet ava1lable. Benthlc Studles In conneet10n w1th the Ceorge's Bank stud1es ment10ned earl1er, laboratory ~ stud1es are 1n progress on the ass1m1lation efficlency and growth eff1cieney of ~ scallops when fed f1ve dlfferent dlets. In part1cular. phytoplankton d1ets are belng compared wlth d1ets of var10us k1nds of detr1tus, 1nclud1ng seaweed detrltus. Studles on the flux of organ1e matter from the phot1e zone to the benthos have concentrated on the role of vertlcally mlgrat1ng organlsms. The eonvent10nal approach to quantlfylng thls flux through sequentlal-sampl1ng 1n depth and t1me has ser10us llm1tat10ns. due to problems wlth hor1zontal patch1ness of the

4 - 3 - zooplankton and asynchronous migrations of different components. As an alternative to thls approach, a passlve collector has been developed whlch successfully Intercepts upwardly-mlgratlng organlsms. Initlal results In coastal envlronments Indlcate that durlng the summer perlad of stratlfled water columns, the flux of vertlcally-mlgratlng organlsms (expressed as carbon) greatly exceeds the downward flux of settllng detrltus. Durlng early sprlng, before strang water column stratlflcatlon, the flux of carbon caused by slnklng dlatom blooms ls In excess of the food requlrements of the benthos. In many benthlc areas, there ls very 11ttle settlement of detrltus dlrectly to the bottom because of the strength of tldal currents. (Slmpson 1981 sald that, In terms of stress, benthlc comrnunities are exposed to the equivalent of hurrlcane-force wlnds twlce a day). Studles have, therefore, been made of the effect of water movement on processes at the sediment-water Interface, uslng a speclally-constructed flume. It has been found that wlthln the euphotlc zone, the eplbenthlc dlatom populatlon, together wlth bacterla, forms a fl1m that blnds sedlments and Inhiblts partlcle resuspenslon, thus reduclng the loss of organic carbon from the community. A polarographlc oxygen mlcro-electrode has been used to study the effect of current speed on the decomposltlon of burled organlc matter. In deeper areas of strang tldal currents, the blomass and productlvlty of the benthos 15 lower than In nearby areas wlth less strong tldal currents. For example, macrofaunal productlon has been estlmated for Brown's Bank, a tldally-mlxed area on the Scotlan Shelf. It amounted to 67g wet wt. m-'y-i, compared wlth 193 g wet wt. m-'y-' In tldally less energetlc parts of the Bay of Fundy. The sediments were of slml1ar geologlcal ages and had the same numbers of specles of polychaetes and amphipods. In splte of thls, Brown's Bank 15 a favoured feedlng ground for early juvenl1e haddock, whlch remave about 12S of the annual productlon, same 509 tons wet blomass per year, conslstlng malnly of Infauna. It ls thought that the tldal currents cause resuspenslon of Infaunal organlsms, and while these are drlftlng above the bottam, they are consumed by the juvenile haddock. There ls need for data on the transfer of food from the benthos to bottom-feedlng flsh over a large area. The prevlously-mentloned data base on blomass of benthlc organlsms on Brown's Bank and In the Bay of Fundy ls belng extended to include other parts of the Scotlan Shelf (e.g. Banquereau Bank), the Grand Banks and the Labrador Sea. Up to thls tlme, productlon has been calculated from blomass data uslng prevlously publlshed P:B ratlos. However, new allometrlc models for estlmatlng rate of productlon from slze-speclflc blomass data are belng developed. Recrultment-Related Studles The Gulf Stream flows In a meanderlng northward path, rougnly parallel wlth the contlnental shelf of North Amerlca, between the Grand Banks and the MId-Atlantlc Blght. Warm core rings are generated from the meanders, and If they come Into contact wlth the contlnental shelf, they entraln large volumes of shelf water and transport It offshore. It seemed possible that If those large volumes of water contalned slgnlflcant numbers of eggs, larvae or juvenl1e flsh, thls mlght have a negatlve effect on recruitment to the flsh stocks of the continental shelf.

5 _ 4 - w' In arecent study conducted jointly with the Newfoundland Region, the slope water adjacent to the shelf was divided into nine regions that corresponded as closely as possible to the limits of 25 stocks of fish and shellfish. Weekly satellite images covering 1973 to 1986 were used to recognize the number and position of warm core rings, from which an entrainment index was developed for each region. When combined with information on the timing of spawning and duration of egg and larval stages of each stock, it was possible to estimate the impact of warm core rings on each stock. Recruitment in 15 of the 17 groundfish stocks examined was negatively correlated with warm core ring activity. On the other hand, there was no significant correlation between ring activity and recruitment to pelagic stocks. It was suggested that the data on recruitment of pelagics is less reliable than for groundfish, and that some pelagics may spawn sufficiently far enough from the edge of the shelf that they escape the impact of the warm core rings. An intensive study of the early life history of cod and haddock of SW Nova Scotia has been in progress for a number of years. Results now available indicate that: (i) the condition of larval haddock is largely determined by the intensity of stratification of the water column, which appears to act through food availability (a result analogaus to that obtained by Lasker tor larval anchovy in the California current). (ii) interannual variation in the distribution patterns ot haddock eggs and larvae can be explained by the action of temperature on the development rate; (iii) the principal drift track of cod 'and haddock larvae tollows an isobath which appears to coincide with a tidal front; and (iv) the principal spawning centres for cod and haddock larvae are offshore, but pelagic juvenile cod are frequently found close inshore oft SW Nova Scotia, while haddock remain turther oftshore. The otolith mlcrostructure technique Of agelng is being applied to the larvae of cod and haddock spawned on or near Brown's Bank, oft SW Nova Scotia. By plotting the spatial distribution of larvae of known ages (in days), it is hoped to establish their pattern of dispersal and dritt between the spawning grounds and the nursery areas. By tollowing the abundance of a particular cohort, it is hoped to establish whether or not cohort strength is primarily determined in the first year of life. By followlng the growth rate ot an identified cohort in each of tive years, it is hoped to test the hypothesis that year-class strength is a tunetion of growth rate in the larval and juvenile stages. Studies of the annual maturation cycle of herring reveals that the older individuals attaln spawning conditlon before the younger. It has been demonstrated in the Gulf of St. Lawrence (as In Norway) that pulses, or waves e of spawnlng actlvity, correspond with the arrival on the spawning ground of the various major age classes within the population. This is true tor both the spring and autumn spawners. Surveys of the spawning beds show that the relative egg abundance of spawning waves was weil correlated with the relative size of each year class. This year, significant quantities of herring larvae and spawning adults were found on George's Bank. It appears that this stock may be on the way to regalning its once important position. In the Bay of Fundy, a "patch" study involving three vessels investlgated the relationship of abundance and vertical migrations Of herring larvae with oceanographic condltlons and the presence of food organisms and predators.

6 - 5 - A cooperative Canada/U.S. study Involving three vessels, includlng a submerslble, investigated the ecology of Juvenile gadoids on Ceorge's Bank. An intensive multidisciplinary study of the relationship of larval and juvenile fish to the Ceorge's Bank front is planned to begin in Since Ceorge's Bank is a candidate for possible hydrocarbon development, information is needed on all aspects of the ecology of commercially important species. Not least of these are the scallops, and for the past two years there has been considerable effort to understand the distribution and fate of scallop Horizontal distribution of the larvae has been studied by vertically integrated hauls at stations approximately 10 nautical mlles apart. Attempts are belng made to understand the movement of the larvae In terms of the residual circulation on and around the bank. Vertical distribution Is a very obvious function of physlcal structure of the water column, wlth the larvae aggregated at the pycnocline in stratified waters. but dispersed through the upper 50 m In weakly stratlfied or tidally mixed waters. larvae. Results are now available from a number of years' work on the recruitment pattern of lobsters off SW Nova Scotia. Canada inltiated an offshore (>50 n mi.) lobster fishery in and there has been concern whether the offshore stocks might provide a slgnlficant proportion of the recrults to the inshore stocks, and should therefore be subject to special protection. Calculations based on the occurrence of stage I and stage IV larvae in the plankton and the physical oceanography of the region suggest that 92-97~ of the larval recruitment occurs offshore. Calculations based on the numbers of berried females In the stocks suggest 80~ of larval recruitment occurs offshore. Work will continue in the hope of improving the confidence limits on these estlmates. Consideration of the vertical migration patterns of the larvae and of the residual currents suggest that the Culf of Maine. to the south of Nova Scotla, is one recruitment area. In particular, it seems likely that offshore recruitment makes an important contribution to inshore stocks in the eastern Culf of Malne. References Simpson, J.H and behaviour. The shelf-sea fronts: implications of thelr exlstence Phll. Trans. Roy. Soc. Lond. A302: Platt, T Primary production of the ocean water column as a function of surface light intenslty: algorlthms for remote sensing. Deep-Sea Res. 33: Institut Maurice Lamontagne, 850 route de la Mer Case postale 1000, Mont-Joli (Quebec). Canada G5H 3z4 (J.-C. Therriault, Head, Biological Oceanography Division) En 1987, la Division d'oceanographle Blologique a contlnue ses recherches visant ~ etudier les processus de production primaire et secondalre dans les eaux marines de l'estualre et du golfe du Salnt-Laurent alnsi que dans celles des bales d'hudson et de Froblsher. Cette derni~re annee a egalement ete marquee par l'lntensification des travaux de recherche visant ~ reller cette production avec les processus de recrutement de larves de certaines esp~ces de poissons co~~erc1aux.

7 - 6 - Bacterloplancton Les etudes sur la repartition et les processus de contrßle de l'abondance des bacterles dans l'estualre du Salnt-Laurent se sont poursulvles en Ces etudes vlsent A developper un mod~le general de la dynamlque des bacterles applicable A la plupart des mllteux estuarlens. Au cours de la dernl~re annee, des experlences ont ete effectuees pour etudler partlcull~rementla survle et la crolssance des bacterles de part et d'autre de la transition saline de l'estualre du Salnt-Laurent. Cette information est importante putsque le sort des bacterles dans cet ecosyst~me revet un Interet partlculler en raison de la grande quantite d'eaux usees qul y est rejetee. D'autre part, les etudes des mlcroheterotrophes, prlnclpalement les bacterles, dans la colonne d'eau et la glace de la bate de Froblsher se sont poursutvtes acttvement. Des mesures de carbone partlculalre et dissous ont ete effectuees alnsl que des mesures de biomasse, d'acttvlte et de productlon bacterlenne. Des methodes de ftltratlon selectlve et d'utilisation d'lnhlblteurs metabollques ont ete utilisees pour separer les diverses actlvttes mlcroheterotrophes. L'exlstence de mlcroconsommateurs de bacterles a ete demontree et des mesures Indlrectes de leur actlvlte ont ete effectuees. Ces etudes sont reallsees dans le but de reller la productlon primaire et la productlon bacterlenne dans les mllteux arctlques. Par atlleurs, les preml~res mesures de biomasse et productlon bactertennes ont ete effectuees dans le golfe du Satnt-Laurent au cours de l'ete Phytoplancton Les etudes entreprises pour vertfter 1'exlstence d'un mecanlsme de photoadaptatton rapide (ft sun glass effect ft chez les populations phytoplanctonlques estuartennes se sont poursulvles avec succ~s en Ces recherehes tentent de demontrer 1) que ce mecanlsme ne se retrouve que chez les esp~ces incapables de contrßler leur regime 1umlneux, 2) que le temps de reponse des cellules aux changements des condlttons lumlneuses est un facteur important pour la successlon des esp~ces et 3) que des variations endog~nes cycllques de la reponse phytoplanctonlque sont presentes et se produlsent en phase avec les stimuli dominants du mtlleu. L'analyse des resultats obtenus au cours d'experlences en laboratolre et sur le terrain se poursulvra en Deux missions oceanographlques ont ete effectuees pour etudler la dynamlque des elements nutrltlfs et la productlon primaire dans une region frontale et dans une zone d'upwelling du Salnt-Laurent. Diverses varla~les blologlques teiles que l'asslmllatton des sels nutrltlfs, les concentrattons de chlorophylle, POC, PO~, proteines, etc., ont ete mesurees. 11 est de plus en plus reconnu que les zones frontales et les zones de remontees d'eaux profondes dans les milleux cötlers constttuent des alres d'allmentatlon privileglees pour plusleurs esp~ces de larves de polsson. Co~~e l'allmentatton de ces larves repose essentlellement sur la productlon phytoplanctonlque, la comprehenston de la dynamtque de 1a productton primaire dans ces regions est Indispensable A la connalssance globale des processus reglssant 1e transfert d'energle vers les mallions superleurs de la chalne trophlque. L'analyse des resultats obtenus se poursutvra au cours de la prochalne annee.

8 - 7 - Les etudes sur la production biologique dans la colonne d'eau et les glaces de la bale d'hudson en etaient ~ leur phase d'analyse des echantillons et au traitement des donnees en Plusleurs manuscrlts sont actuellement en cours de redaction. Ces recherches vlsent 1) ~ estimer les echanges entre les differentes composantes des interfaces glace/eau/sedlments, 2) ~ comprendre l'impact de ces echanges sur l'ecosyst~me, avant et apr~s la fonte des glaces, 3) ~ comprendre les adaptations physiologiques des organlsmes Qui vlvent dans ces milleux, sous des conditions extremes de temperature et de l~~i~re ~ l'interface glace/eau; et finalement, 4) ~ evaluer l'influence des changements dans la circulatlon c5ti~re et de la stratification sur les phenom~nes En 1988, il est prevu d'entreprendre dans 1a baie d'hudson un nouveau projet portant sur la production biologique dans le gradient de salinlte forme par la plume d'eau douce de la rivl~re Crande-Baleine. Nous tenterons egalement de mettre en relation 1a production biologique des alg~es de glace avec le recrutement d'esp~ces de polssons anadromes. Ce projet impllque la collaboration de nombreux chercheurs gouvernementaux et universltaires, ainsi Qu'une equipe importante composee d'etudiants gradues, de mentionnes. techniciens et de plongeurs sous-marlns. Le travall de terrain devrait s'effectuer au prlntemps D'autres etudes sur 1es microalgues de glace et le phytoplancton ont ete reallsees dans la bale de Frobisher par les chercheurs de la station arctique de Salnte-Anne-de-Bellevue. Ces etudes visent ~ examiner la composltlon specifique, la distribution, la biomasse et le taux de productlon du phytoplancton et des algues de glace ~ differentes periodes de l'annee dans cette region arctlque. Des etudes sur l'influence de la l~~l~re et de la temperature sur la productlon relative de lipides, proteines et hydrates de carbone par la flore planctonlque et celle de glace ont ega1ement ete effectuees. L'annee 1988 marquera cependant la derni~re annee pour les travaux de recherche ~ la bale de Froblsher. Par ailleurs, il est prevu au cours de 1988, l'installation d'une nouvelle station de recherche ~ Salluit dans le detrolt d'hudson. Un projet sur l'ecologle et la dynamique de population de l'algue Protogonyaulax tamarensls, le dlnoflagelle marin responsable de l'empolsonnement toxique paralysant des mollusques dans l'estualre du Saint-Laurent, s'est poursuivit actlvement en Des cultures de cette algue ont ete realisees pour analyser les variations de leur toxiclte. Par ailleurs, l'echantillonnage en vue d'etudler la repartition des cystes de Protogonyaulax dans l'estuaire et determlner leur rele dans le processus de d6clenchement des "blooms" s'est poursuivi au cours de Un des objectifs de cette etude vlse ~ developper et mettre en appllcation une methode de remplacement ("HPLC" et "Autonalyser") pour la methode conventionnelle des bioessais sur des sourls pour la determination de la toxlclte des mollusques. En 1988, les etudes sur les algues toxlques dans le golfe du Salnt-Laurent seront intensifiees en raison d'une demande accrue par l'lndustrle aqulco1e. Zoop1ancton/ichthyoplancton En 1987, le groupe de recherche sur le zooplancton et l'lcthyoplancton s'est enrichi de deux nouveaux membres et les recherehes se sont concentrees prlnclpalement sur les ecosyst~mes marlns de l'estualre et du golfe du Salnt-Laurent et du detrolt d'hudson dans 1e nord du Quebec.

9 - 8 - L'etude sur l'ecophystologie des larves de maquereau s'est concentree en 1987 sur des mesures prectses de coots respiratotres et de besoins nutritifs et les valeurs obtenues doi vent etre ut11 isees dans un modele mathem~tique visant 1l. estimer l'importance relattve de la crotssance, des besoins metaboliques et de la mortaltte due 1l. la predation, en tenant compte des migrations verticales et des cycles de nutrition. Par a1l1eurs, des observations effectueles sur la microstructure tegumentaire des larves de poissons transparentes ont revele l'existence d'une serie de mlcro-couches dont l'epaisseur pourralt etre predictlble 1l. partir de consideratlons theorlques sur la reduction des reflets. Une consequence de cette reductton des reflets est une vlsibl1ite moindre pour 1es predateurs. Un projet pour etudier le lien trophique possible entre la variabtllte de la production primaire et le succes dans le recrutement de larves de sebaste a debute dans le golfe du Saint-Laurent. Comme le copepode planctonique, Calanus finmarchicus, domlne amplement les captures au filet 1l. zooplancton dans lea eaux profondea du Golfe, on peut supposer que ses oeufs et ses stades nauplii sont susceptibles de constttuer les proies prlncipales des stades larvaires de sebaste, COmme l'ont demontre des travaux anterieurs dans l'atlantique nord. Une mission majeure est planifiee pour l'ete 1988, pour etudier la distribution verticale et le comportement de nutrition des larves de sebaste en relation avec la distribution verticale et la production d'oeufs de Calanu~. En meme temps, on etudlera en laboratoire la relation entre le taux de production d'oeufs de Calanus et la concentration de phytoplancton, pour tester I' hypothese que le "timing" et l'importance de la production d' oeufs de Calanus est particulierement sensible, par rapport 1l. d'autres especes de copepodes, aux variations Interannuelles de la productton primaire. Si la survie des larves de sebaste est determlnee, du moins en partie, par la disponibilite de proies, alors, l'interaction Calanus-sebaste pourrait etre un exemple specifique d' un lien trophique tres fo~ Une autre etude sur la repartition spatlaie et temporelle du zooplancton en relation avec le regime physique dans l'estuaire du Salnt-Laurent s'est egalement continuee. Les resultats des analyses de zooplancton echantillonnees sur ~~e grille de stations dans l'estuaire Maritime sont actuellement en analyse pour tester l'hypothese que les caracteristlques de temperature et de clrculatton 11mitent les taux de crolssance In sltu des especes zooplanctonlques lmportantes. La grande paruedela productlvite zooplanctonique estlvale dans l'estuaire Maritime est probablement exportee vers le Golfe; les populations de gros organismes zooplanctoniques qui constituent la plus grande partie de la biomasse dans l'estualre maritime pourralt etre derlvee prlnclpalement de l'lmportation d'indivtdus provenant des populations du Golfe avec le flux des eaux profondes dans le chenal. laurentien. O'autres etudes dans les eaux nordiques du Quebec se sont egalement poursuivies en a ete observe dans la baie d'hudson que les copepodes calanoides planctoniques broutalent de fa90n routlnlere la nult sur les mlcroalgues croissant 11 l'interface glace/eau. Des etudes experimentales sont actuellement en cours pour determiner l' effet de ce broutage sur la communaute zoopolanctonlque subarcttque. Ce broutage se prodult avant le bloom prlntanier dans la colonne d'eau. La productton d'oeufs et de naupl11, proies presumees des larves de morue arctlque, lan90ns et pols50ns anadroomes Qul sont presents sous la glace dans 1a bate d'hudson avant 1e b100m prlntanier, pourrait etre acceleree par 1a nutrition sur les microalgues de glace.

10 - 9 - Northwest Atlantic Fisheries Centre, Btological Sctences Branch, P.O. Box 5667, St. John's, Newfoundland. AlC 5Xl (L.W. Coady, A/Reglonal Dlrector, Science) As part of the work of the Task Group on the Newfo~~dland lnshore Flshery, there was a review of the tnfluence of a number of the environmental factors on the distribution and avallability of northern cod. Several hypotheses were consldered, and the report of the Task Group contains several recommendations for further research. An analysis of the effects of temperature and depth on the distribution of American plaice was conducted, and the results presented as a NAFO Research Docurnent. The analyses indicated that the anomalously cold water on the Grand Banks in the mld 1983's may have affected the distribution of flatfish substa~tially. Analysis of the distribution of juvenile yellowtail flounder in relation to environrnental factors, bottom sediments, and competitors is underway. Preliminary results were presented at a meeting of NAFO. A paper on diel variability in juve~ile and adult yellowtail was prepared for primary publication. The series of seasonal surveys for groundfish were completed in Analyses of seasonal variation in distribution and abundance will continue, with manuscripts expected on several taxa. Environmental correlates of the seasonal patterns will be considered. The data based stock-recruitment projection methods developed by Rice and Evans were expanded to enable quantlflcatlon of the effeet of environmental influences on the probability distribution of recruitment. This work was presented at CAFSAC and NAFO and is submitted for primary publieation. The authors will be exploring application of the same method to estimation of the probability distribution of abundance as a function of habitat and environmental features. A Working Group on Cod-Capelin lnteraetlons held several meetings and sponsored a major workshop. Three major analysis projects were identlfied for work during the coming year: quantifying offshore distribution prior to migration; identifying the scale of spatial and temporal variation in inshore catches; and modelling of possible migration mechanisms. A technieal report on factors influencing inshore eatches of eod in Coneeptlon Bay was revised from a eonsulting company study and the revised report was published. The report noted substantial local detail in pattern of catches around the Bay, and a major effect of a surge of Labrador Current water in August on inshore catches of cod. Laboratory mesocosm experiments on the role of food supply, temperature, and predation in larval fish dynamics continued. Most work centered on development of culture facilities to support larger experimental programs in coming years. öork on eombinlng records of historie environmental variation wlth models of plankton suceession led to a primary manuseript. lncludlng real amounts of environmental variation wlth plankton dynamlcs produces systems with extremely low predietabllity.

11 A research team has been ldentlfled to document changes in flsh dlstrlbutlon and communlty structure that have taken place on the fishing banks of Newfoundland and Labrador, and analyze these changes in light of fishery and ocean cllmate effects in an attempt to gain inslghts lnto the processes involved. The group will avail of the extensive research vessel data base that has accrued since The first focus of the group will be quantlficatlon of variation in blomass of size categories, rather than by species, from the data. A model of seasonal plankton succession has been published. The internatlonal Global Ocean Flux Study Group will be using the model as a basis for its modelling work on global ocean cycles and exchanges. A study of the relationship of sea-surface temperature and distribution of Atlantic salmon while at sea was completed, and is to be published in a symposium volume. A study of the impact of shelf water entrainment by warm core rings on recruit~ent to various marine stocks was prepared for publication. The entrainment may be a significant factor in recruitment dynamics for many stocks. This study is expanding to look at other environmental indlces, such as Ekman transport, and their relationshlp to recruitment variation. Further work on the position of the warm core rings and the shelf-slope front will also be done. Research continues on environmental effects on herring stocks. Current focus is on influences on growth rates, and consequences of variation in growth rate relative to crossovers of spawning times. A joint project with scientists at BIO and McGill University is examining relationships between horizontal and vertical distributions of capelin larvae and larval survival on the Southeast Shoal of the Grand Bank. rnfluences of oceanographic and meteorological events are also included in the study. Research on how biology of snow crabs is affected by water temperature and food habits of competitors (particularly Hyas crabs) continues, in conjunction with sclentlsts at Memorial University. Unaerwater photography is being used to determine the role of bottom type in these and other aspects of crab biology. Size at maturation continues to be an important focus of research interest. The pattern and importance of predation by cod on shrimp populatlon dynamlcs is being studied. Cod predation appears to be a major source of mortality. Environmental influences on growth rates are being looked at as part of this project.. Processing of specimens and data from the first year-of-life study in Conception Bay was pursued actively. ~uantification of the lchthyoplankton sa~ples. and gut contents of fish larvae. sh~uld be corr.pleted in the near future. Analyses will focus on feeding selectivlty, potential competitlon, and seasonal variation 1n larval f1sh ecology. e Statistical analysis of flsh larvae and ocean~graphlc data from Flenlsh Cap continues. Two Ph.D. theses are underway from this data base - one focusing on magnitude and causes of variation in growth rates of redflsh larvae ö the other

12 on the mechanlsms and effects of physlcal transport on larval abundance. on prlmary productlvlty, nutrient and chlorophyll concentratlons and oceanography of Flemlsh Cap Is nearlng puollcatlon stage. Work A study of vertlcal and dlel variations In flsh larvae In Trlnlty Bay Is In the data analysis stage. Over 90S of larvae are wlthln 50 m of the surface throughout the day, concentratlng in the upper 5 m durlng darkness. An analysis of gear avoldance (especlally slze dependent processes) Is belng done in conj unctlon with this work. The research station has added three sclentlfic staff with interests in benthlc and microbenthlc ecology. As their research programs develop, there will be a noteworthy increase In the understandlng of the role of benthos in the ecology of the Grand Banks, and of the mechanisms of benthlc-pelagic coupllng. An accelerated research program on parasltes of cod Is examlnlng a number of possible ecologlcal interactions among cod as predators and their various prey. Sea temperature effects on parasite egg development, and consequences for cod infection rates, Is also under study. Concern about uncharacterlstic distribution patterns for many commerclally important flsh stocks had led to a surge of Interest in the physical oceanography of the Grand Banks, and its biologlcal consequences. Understandlng of the dynamlcs and kinematlcs of the Labrador Current and the Cold Intermediate Layer has Increased slgnlflcantly In the past two years. Several research projects are underway to link thls enhanced knowledge of the physlcal oceanography with migration of cod, distribution of flatflsh, recruitment of several stocks, and trophic Interactions of major predators and prey. Gulf Region, Bl010glcal Sclences Branch, P.O. Box 5030, Moncton, New Brunswlck, EIC 9B6 (J.S. Campbell, Chief, Marine and Anadromous Flsh Division) Juvenile Herring Surveys In 1987, preliminary acoustic surveys of juvenile herring were conducted in Chaleur Bay, New Brunswick, and Cardigan Bay, Prince Edward Island. The objective of these surveys was to determlne If the aggregations were dlscrete and useful as indices for recruitment. Sea Age of Atlantlc Salmen A recently completed histologlcal study of salmon smolts Indlcated that ovarlan development was inversely correlated with sea age. This study Is being continued in laboratory uslng the offspring of known parentage. Herring Spawning Bed Surveys Spawnlng bed surveys of Atlantlc herring (Clupea harengus) In the southern Gulf of St. Lawrence (NAFO Div. 4T) were continued In the fall of The search for the spawning beds began August 23, 1937, after cenfirmatlon from lecal fishermen of the arrival of herring scheols. As In 1986, the search for

13 herring spawn was carrled out using an underwater vldeo camera, and sampies were taken by scuba dlvlng. Three spawning beds were 10cated between August 28 and September 3, On September 9, a cloud of milky water resultlng from a large milt patch hindered the observatlon of the sea bottom by the vldeo camera. A spawnlng school was observed and spawning occurred on filamentous algae. Mapping of the spawning bed and dellneation of lts parameter was carrled out between September 11 and 13, The area of the spawning beds was estimated at 0.2, 0.8, 0.5 and 0.6 km' for the four spawning beds respectively. The total estimated area of 2.1 km' was about twice that in However, the intensity of egg deposition was less in 1937, ranging from 1.98 X 10' to 2.38 X 10' eggs/m'. The adult spawning biomass was estimated at 17,100 mt compared to 17,000 mt in CROUPE INTERUNIVERSITAIRE DE RECHERCES OCEANOGRAPHIQUES DU QUEBEC Departement de Blologle, Unlverslte Laval, Quebec, CIK 7P4 (A. Cardlnal, Secretaire general) Processus d'interface (Hydrodynamlsme et Productlon Planctonlque) en Mllieux Cetiers et Estuarlens) Les travaux de l'equlpe au cours de la dernl~re annee ont ete centres sur deux regions presentant des caracteristlques physlques et biologiques differentes. La premi~re de ces regions, ob oeuvrent d'autres equlpes du GIROQ, est l'estualre maritime et le golfe du Salnt-Laurent; du polnt de vue pelaglque, cette reglon constltue une prolongation du plateau continental ob sont amplifles certalns effets lies aux debits d'eau douce et aux marees. Les recherches menees dans ces eaux ~ forte production blologique rejoignent donc celles menees dans d' autres laboratoires de par le monde sur la dynamique des plateaux contlnentaux. Le second volet des travaux de l'equlpe se deroule dans les eaux arctiques des bales de James et d'hudson, principalement sous couvert de glace. Ces recherches permettent, outre la comprehension des processus physiques et blologiques particul1ers aux mers couvertes de glace, de tester dans des condltlons extremes des hypotheses generales sur l'hydrodynamlsme et la productlon blologlque des oceans. Comme au cours des annees anterieures, une fractlon importante des travaux de l'equlpe a ete realisee en etrolte collaboration avec des chercheurs du Ministere des Peches et des Oceans (Institut Maurlce-La~ontagne, Mont-Joli, Quebec). Estualre et golfe du Salnt-Laurent Au cours de l'annee , les recherches de nature physique dans l'estuaire et le golfe du Salnt-Laurent ont surtout porte sur la mesure des vagues et leur impact sur les regions cetl~res. De longues serles d' observatlons ont ete enreglstrees au moyen de bouees accelerometriques et des publications ont permls de relier divers processus c8tiers ~ la propagation des vagues.

14 Rejoignant les travaux de nature physique sur les vagues. des recherches d'oceanographie biologique se sont poursuivies sur l'influence que peuvent avoir sur la photosynth~se du phytoplancton les variations rapides de lumi~re causees par la propagation des vagues h la surface de la mer; il semble que ces variations de haute frequence (0.1-10Hz) puissent modifier de fa90n significative la photosynthese du phytoplancton et que leur absence des regions couvertes de glace entratne des reponses photosynthetiques differentes chez les algues des glaces. Depuis quelques annees. l'equipe travaille aussi sur les reponses du phytoplancton aux stimuli lumineux cycliques, de 24 h (circadiens) et de 12.4 h (marees semi-diurnes). une etude menee en collaboration avec des chercheurs du Bigelow Laboratory for Ocean Sciences (West Boothbay Harbor. Maine) a confirme le phenom~ne pour du phytoplancton preleve dans le golfe du Maine. Par ailleurs. on a etabli le r~le joue par la structure physique de la colonne d'eau dans la repartition verticale de la biomasse et de la production phytoplanctonique. D'autres contributions theoriques de l'equipe h l'oceanographie biologique ont porte sur le melange de maree, les ergoclines marines ainsi que l'analyse numerique des donnees oceanographiques. Toujours dans les eaux ouvertes, d'autres travaux de l'equipe ont porte sur les processus hydrodyna~iques soustendant les relations trophiques entre les larves de poissons. leurs predateurs et leurs proies. Ces relations trophiques ont d'abord ete examinees dans une region c6ti~re non-stratifiee en Manche occidentale ou l'importance de l'hydrodynamisme etait minimale. Les resultats montrent que lorsque les processus hydrodynamiques n'influencent pas la co-distribution des larves. de leurs proies et de leurs predateurs. la theorie de la Qu~te Optimale (Optimal Foraging) et en particulier le mod~le de la Distribution Ideale Libre (Ideal Free Distribution) decrivent bien les interactions trophiques. Le modele du IFD servira donc de modele de base pour l'lnterpretation des resultats observes dans les regions ou les processus hydrodyna~iques sont plus Intenses. Quatre regions de ce type ont ete etudiees par les membres de l'equipe. en collaboration avec les chercheurs de l'institut Maurice-Lamontagne. au cours de 1936 et Dans l'estuaire moyen du Saint-Laurent. les recherches portent sur la co-distribution des larves de hareng. de leurs proies et de leurs predateurs dans la zone du front de maree. Les resultats serviront h tester certains aspects de la theorie des stocks de lies & Sinclair. Dans le sud-ouest du golfe. on etudie la co-distribution spatiale fine de l'ichtyoplancton et du microzooplancton en relation avec la structure physique du milieu (stratification verticale. mosatque de masses d'eau). h des echelles variant de quelques centaines de metres h plusieurs dizaines de kilometres. Dans la region frontale qui separe le courant de Gaspe de la gyre d'anticostl. les chercheurs de l'equipe et de l'institut Maurice-Lamontagne etudient les relations entre la production primaire. la production secondaire. la survie et la croissance de l'lchtyoplancton. Finalement, une etude portant sur le transport de stades larvaires de la sole dans le golfe de Gascogne et sur leur distribution verticale fine en rapport avec celle de leurs proies est menee presentement en collaboration avec les chercheurs de l'ifremer. L'ensemble de ces travaux permettra de cerner comment les processus turbulents h petite et h moyenne echelles peuvent modul er les interactions trophiques entre les larves de poissons, leurs proies et leurs predateurs. A tr~s grande echelle. ces processus turbulents contrelent egalement l'abondance et la composition specifique des reseaux trophiques planctoniques qu'expioitent les stades larvaires de poissons. En particulier. les debits d'eau douce et la stratification de la colonne d'eau marine qui en

15 resulte sont responsables des developpements masslfs de dlnoflagelles toxlques au cours de l'ete. Des travaux en laboratolre menes en 86 et en 87 demontrent de fa.on spectaculalre que la toxlne produlte par le dlnoflagelle Protogonyaulax tamarensls entratne une mortailte massive chez les stades larvalres de capelan et de hareng. Ces travaux qul suggerent que le recrutement chez la plupart des especes marlnes commerclales (polssons et lnvertebres) pulsse ~tre affecte par les developpements de Protogonyaulax tamarensls dans l'estualre et le golfe du Salnt-Laurent, seront poursulvls l'annee prochalne. Bales de James et d'hudson Une premlere partle des publlcatlons de l'equlpe en mll1eux nordlques concerne les effets des amenagements hydroelectrlques sur les processus physlques estuarlens et leurs repercusslons blo1oglques. Une etude a aussl porte sur l'hydrodynamlsme dans la bale du Rupert (Bale de James). La second volet des travaux de nature physlque concerne l'hydrodynamlsme, sous couvert de glace, dans les panaches d'eau saumatre. En vue de comparer avec les condltlons hlvernales, la reglon du panache de la Grande rivlere de la Balelne fut l'objet d'un echantll10nnage tres detaille ~ la fln de l'ete Les condltlons hydrodynamlques ~ l'lnterface glace-eau (Shlrasawa 1986) ont des repercusslons lmportantes sur la productlon de mlcroalgues et sur le transfert de cette production ~ l'ecosysteme pelaglque. On a notamment etabli que les mlcroalgues des glaces peuvent ~tre llmltees par les nutrlments, dont l'approvislonnement depend alors des processus physlques sous la glace. Les processus physlques ~ l'lnterface glace-eau jouent aussl un role lmportant sur le broutage des mlcroalgues par le zooplancton. Ces travaux sur les processus d'interface sont menes plus partlcullerement par les laboratolres de L. Legendre, L. Fortler et Y. Ouellet de l'unlverslte Laval et de R.G. Ingram de l'unlverslte McGlll en coilaboration avec de nombreux chercheurs du Mlnistere des P~ches et Oceans du Canada et d'autres lnstitutlons. Le Ml1leu Benthlque Llttoral: Aspects Dynamlques et Fonctlonnels Le developpement de nos programmes de recherche falt sulte aux travaux que nous avons entreprls en 1981 sur les communautes benthlques Ilttorales. Dans une premlere phase nous avons mls l'accent sur la descrlptlon (la structure des communautes Ilttorales). Nous falslons ressortlr l'unlclte de certalnes caracterlstlques des communautes lntertldales et lnfrallttorales du systeme Estualre-Golfe. Dans une deuxleme etape. nous nous attaqulons ~ certalns mecanlsmes responsables des structures observees et mettions aussi l'accent sur les aspects foncttonnels (production et relations pelagos-benthos). Sans voulolr resumer tel toutes les retombees de ces etudes, ces travaux montrent: (1) le role joue par les facteurs physlques (e.g. le glaclel) et la selectlon des mlcrohabltats sur la dynamlque de la communaute lntertldale; (2) l'lnfluence demesuree qu'exercent les concentratlons de l'oursln Strongylocentrotus sp. sur la structure (abondance, dlverslte) de la communaute

16 infrallttorale de l'estuaire et du Golfe; (3) l'importance relative des facte~s physlques et blotlques sur le developpement de ces communautes en absence d'oursins ou de tout autre consommateur; (4) l'importance des filtreurs comme agents de lialson entre le pelagos et la communaute benthique Ilttorale et leur r31e dans la depletion de la matl~re organique dlsponlble aux organisnes; (5) le r31e joue par les facteurs clinatiques, notamment le vent, sur la dynamique de cette mati~re organique en suspenslon dans le littoral. Ces travaux mettalent egalement en evidence. pour la premi~re fois d'une mani~re aussi precise. les mecanismes responsables de la production des eaux littorales marines et l'influence probable des filtreurs benthiques sur la production de ces eaux. Outre ces travaux d'inter~t ecologlque et theorique, nous completions aussl un ensemble de travaux d'inter~t plus economique, et taxonomique. Ces travaux mettaient surtout l'accent sur l'lnfluence des facteurs physiques et chimiques sur la structure et le fonctionnement des comm~autes. Nos travaux recents mettent nettement l'accent sur l'influence des facteurs biotiques (predation, competition. broutage, comportement) et sur certalns aspects de la biologie des esp~ces. notamment la reproductlon. comme agents de structuration des communautes littorales. Cette orientation demeure une priorite dans nos travaux actuels et futurs. L'espace disponlble dans cette rubrique est trop restreint pour resumer chacun des projects (plus d'une vingtaine) amorces ou m~me dejk completes par les membres de l'equipe sur les facteurs biotiques au cours des derni~res annees. Ceux-ci portent soit sur la co~unaute infralittorale. la microflore ou la macrofaune Intertidale. En ce qui concerne la communaute infralittorale, (1) on a etudie les strategies morphologiques et physiologiques adoptees par 18 esp~ces d'algues benthiques pour limiter le broutage par l'oursin vert. Un article est presentement en preparation sur ce sujet. (2) Une etude a egalement He completee sur les populations du predateur Buccinum undatum et ses relations avec d'autres es~ces benthiques du gol~ on-a-egalement realise une etude comparative de l'influence de la predatlon, notamment par le homard, sur la morphologie et la robustesse de la coquille du Buccin le long des cßtes du golfe et de l'atlantique. (4) On a aussi examine le deplacement du Buccin commun en presence d'appäts. (5) O'autres travaux sur la biologie de la reproductlon des predateurs Ilttoraux (Buccln et l'etolle de mer, (Leptasteris polaris) ont aussi ete completes. (6) On tente actuellement de v~rifier s'il ya competltlon entre deux esp~ces de crabes sympatriques (le crabe tourteau, Cancer irroratus et le crabe araignee. H as araneus) en considerant leur niche potentielle et realisee. On examine le r gime alimentaire. l'habitat et le rythme d'actlvlte des deux crabes sur le terraln et en laboratolre. (1) Par ailleurs, on teste une hypoth~se selon laquelle les etolles de mer les plus frequentes dans l'etage infralittoral (Leptasterias polaris. Asterias vulgaris et Crossater papposus) influenceraient slgnificatlvement la repartition et l'abondance d'autres esp~ces benthiques. (8) On a egalement complete une etude visant k determlner la frequence et la repartition spatiale et temporelle des polssons benthiques communs de l'etage infralittoral et leur impact sur la comm~~aute benthlque dans le nord du Golfe Salnt-Laurent. (9) L'hivernage et la predation par l'zider k duvet sur la communaute infralittorale constitue un autre sujet de recherche. Un objectif de cette etude est d'estimer l'impact de

17 ces predateurs sur 1a population d'ourslns verts par l'analyse des budgets d'actlvlte et l'lntenslte d'allmentatlon de ces olseaux. Nos travaux sur 1a communaute eplbenthlque intertldale ont progresse conslderablement (10) pour la realisation d'une monographie des Dlatomees marines benthlques de substrats durs. (11) Nous avons aussl examlne la capaclte photosynthetlque de la mlcroflore benthlque disponible aux brouteurs et ses variations en fonctlon de divers param~tres experlmentaux. Nous avons mls en evldence, en morte-eau, une periodlclte clrcadlenne dans la reponse Photosynthetique qul s'expllqueralt par un contrele endog~ne, alors que des variations clreatidales seralent assoelees aux fluetuatlons seml-dlurnes des elements nutritlfs. Une autre serie d'experlences a ete menee, surtout en periode de vive eau (changements des condltions physlques plus spectaculalres: luml~re, hauteur d'eau, temperature, salinite), et a permis de proposer ~~e hypoth~se generale predisant que la produetlvite des mieroalgues benthiques seralt princlpalement sous le contrele exog~ne de la maree en vive-eau, et sous contrele endog~ne en morte-eau, comme mentionne precedemment. (13) Sur le pla~ trophlque, nous avons mene h terme un projet portant sur l'importance du broutage sur la microflore, et les rythmes de cette actlvite, par un gasteropode fort abondant dans l'etage intertidal de l'estuaire, Llttorlna saxatilis. Eu egard aux facteurs structurant la communaute eplbenthique intertidale, (14) nous avons poursulvi une etude de la dynamique des peuplements lntertidaux (d'abord sur Semlbalanus puis sur l'ensemble de la communaute), dans l'estuaire et le Golfe, en rapport avec l'heterogeneite (la variation topographique) du substrat h des eehelles variant de 1 cm h 4 m. Nous avons examine l'hypoth~se selon laquelle 1a loealisation precise des larves de eertalns invertebres (e.g. Semlbalanus, l'esp~ce dominante du medlollttoral moyen) dans 1e golfe seralt liee h leur comportement cryptique au moment de la fixation. Ce comportement decou1eralt d'une selectlon differentielle des indlvidus fixes. (15) On a aussi examlne, h l'aide du microseope electronique h balayage, l'influence de 14 variables physiques et biotiques sur le ehoix du alte de fixation de la larve de Semlbalanus h des eehelles variant de 1 m h quelques mlcrorn~tres (16) Par ailleurs, nous avons developpe en mod~le general de fixation applicable aux elrri~des, et aussi ~ d'autres invertebres benthiques. (17) On a entrepris une etude des faeteura suseeptlbles d'influeneer la microrepartltion des Dlatomees (qui elles-memes influeneent 1a fixation des larves), en particulier le broutage par les gasteropodes, et partant la fixation larvaire. On eompare la fixation larvaire dans des sites non broutes, broutes par des gasteropodes en densite normale et en double densite. (18) On a egalement complete une etude de l'inf1uence de la topographie du substrat sur la performance du principal predateur intertidal, Thais lapillus, exer9ant une predation sur sa prole princlpale (Semlbalanus balanoldea). (19) Une etude e1ectrophoretlque par Isofocallsatlon electrlque a ete entreprise sur des balanes (adultes et juveniles) provenant des deux mlcrohabltats (crevasses et surfaces exposees) dans le Golfe et sur la cete atlantique, dans le but de tester: (a) L'existence de dlfferences genetiques entre les populations de S. balanoldes dans les deux regions; (b) de mesurer l'ampleur des variations genetlques entre les crevasaes. Ce travall sur la genetique des populations se poursulvra. (20) A une autre echelle spatlaie, on eompl~te une etude de l'lnfluence des facteurs hydrocllmatlques sur la structure des communautes eplbefithlques ~ l'echelle de l'estualre et du Golfe. Ce travail se fonde sur

18 plus de 150 ~ 200 sites echantillonnes annuellement dans le Golfe et l'estuaire depuis Enfin, (21) on poursuit une etude de la dynamique des populations des gasteropodes lntertidaux et lnfralittoraux (3 especes) dans l'estualre fluvlal. Outre les fluctuatlons d'abondance des organls~es, ce travall englobe des etudes de competition Intra et lnterspecifique, de predation. de migration et de reproduction. Ces travaux sur le milieu benthlque sont surtout poursuivls dans les laboratolres de E. Bourget. A. Cardlnal et J.H. Hlmrnelman de l'unlverslte Laval en collaboratlon avec des chercheurs du MInistere des Peches et Oceans du Canada et de diverses autres Institutions. L'Ecologle des Larves de Polssons Les objectlfs centraux des travaux sur l'ecologie des larves de polssons sont de deux ordres: 1. faire avancer de fa~on slgniflcative la sclence dans les domaines lies aux facteurs regulateurs de la survle des larves de polssons. la eie determinante du recrutement des populations exploltees: 2. former de nouveaux scientlflques dans cette disclpllne. La decislon d'orlenter les recherehes sur les facteurs regulateurs de la survle des larves de polssons est motlvee par trols conslderatlons: 1. les peches commerciales et sportives et leurs amenagements sont d'une Importance vitale pour les economles du Quebec et du Canada; 2. des recherehes recentes ont clairement demontre l'importance des Interactions dynamiques entre les elements physlques et blologlques de l'ecosysteme dans la determination de la survle des larves de polssons, un domalne dans lequel nous avons une expertise toute partlcullere due ~ la presence de deux ecologlstes et d'un oceanographe physlclen; exlste une forte demande pour de nouveaux sclentlflques avec une formation speclallsee dans ces domalnes. Les objectlfs speclflques sont: a. d'evaluer des hypotheses rellant l'abondance de la nourrlture et la predatlon ~ la survle des larves de polssons; b. d'examlner les facteurs Influen~ant la duree pre-metamorphose des 1arves de poissons; Interactions Predateurs/Proies Impllquant les Larves de Polssons Nous avons evalue des hypotheses rellant l'abondance de la nourrlture et 1a predatlon par les meduses ~ 1a survie des larves de poissons. Ces etudes sont motlvees par une vieille hypothese (Hjort 1926) qui demeure non-resolue. Selon cette hypothese, la dlsponlbilite de la nourrlture au debut de la periode d'allmentation exogene (periode critique) est un regulateur majeur de la survie des larves. La premlsse selon laquelle les larves de poissons sont

19 prlnelpalement ~ la merel de leur envlronnement (en terme de leur distribution spatlo-temporelle relativement ~ leur nourrlture) a aussl ete evaluee. Des eehantillonnages ~ haute resolution dans deux environnements dlfferents (Golfe du Saint-Laurent; C~tes de Terre-Neuve) ont demontre que les larves ne sont pas passives. glles repondent ~ des slgnaux envlronnementaux snrs pour oecuper preferentlellement eertalns regimes de eourant et masses d'eau. Ceci minimise la eompetitlon Interspeclflque et maxi mise la probabillte de leur assoclation avec des concentratlons predateurs/proles favorables. Les taux de mortallte ont ete estlmes pour 40 eohortes de larves de capelan. Ces estlmes ont ete eorrlges pour les effets de l'adveetion et de la diffusion et sont les estlmes les plus precis obtenus ~ ce jour In sltu. La mortallte des larves ne fut pas rellee ~ la denslte totale de noürrtture ~ laquelle les larves furent exposees horalrement lors de leur derlve. Des experlenees In sltu reallsees dans des enclos ~ grand volume developpes speelflquement pour nos-etudes ont eonflrme ces resultats. Des dlfferenees hautement ~ slgnlfleatlves du taux de erolssanee et de mortallte ont eependant ete obtenues,.., quand. lors d'experiences en enclos. des larves ~ des stades avances du sac vitellin ont ete exposees ~ des coneentratlons slmllalres du plancton de differentes tailles. La crolssanee et la survle de larves qul se nourrlssalent pour la premiere fols furent maximales quand la communaute de plancton dans les enclos etalt domlnee par du plancton de pm. La negllgence dans les etudes passees de tenlr campte de la taille des proies dans les analyses des relations denslte de proles/mortallte est peut-~tre l'expllcation de l'eehee ~ obtenlr des resultats stables. L'analyse temporelle de la mortallte In sltu de cohorte unlque avant. pendant, et apres la transition du st~ellin au stade exogene Indlque que la mortallte est maximale lors de la transition en deplt de reponses eomportementales qui maxlmlsent la eoherenee des larves et de leurs proles ~ ce stade. Nous avons aussl examine les effets des interactions dependantes de la denslte sur la survle des larves. La mortallte dependante de la denslte n'a ete deteetee que quand 40 eohortes de larves au debut de leur periode d'allmentatlon exogene ont ete etudlees. Ce resultat est d'une grande portee puisque les densltes de larves observees~ ont varle de ~lo ~ ~3000/m eube. Ces decouvertes vont ~ l'encontre de plusleurs des premlsses de l'hypothese de Hjort et de ses premiers postulats. Bien que l'hypothese de Hjort ne peut ~tre rejetee, nos deeouvertes indlquent que les Interactions entre les larves de polssons et leurs proles sont beaucoup plus dynamlques que prevues Initialement. et que les variations spatlo-temporelles observees dans la quantlte de nourrlture sont bien moins Importantes pour la survle des larves que nous le soup~onnlons jusqu'~ malntenant. Cette concluslon est tres Importante puisqu'elle Implique une reformulatlon des concepts selon lesquels la variabillte de l'abondanee de la nourrlture est un regulateur ~ primaire de la survle des jeunes larves de poissons.,.., Le r~le de la predatlon par les meduses a ete evalue ~ partlr des rapports publies et par des experiences In sltu et des etudes sur le terrain. 11 a ete demontre que des eorrelatlons negatives entre les predateurs et leurs proles abondamment utllisees comme une preuve de predatlon, sont dues ~ des blais d'echantillonnage resultant de l'oecupatlon seleetive de differentes masses d'eau par les predateurs et leurs proles. Des experlenees In sltu menees dans

20 des enclos ont demontre que le taux de mortalite est independant de la densite de larves et ce, pour un large spectre de densite de larves. La mortalite fut directement proportionnelle ~ la biomasse de predateurs. 11 n'y a eu aucune evidence de satiete des predateurs, contrairement ~ ce que prevoit la theorie actuelle et de recentes observations. L'augmentation du taux de mortalite avec la taille des larves ne va pas cependant ~ l'encontre de recents rapports de fonctions en forme de d3me entre la taille des larves et leur mortalite pour des predateurs de grande taille. Les taux de mortalite augmentent avec la taille des proies. Cette reponse fut inattendue et est incompatible ~ la theorie actuelle. Nous croyons que l'activite larvaire qui augmente avec la taille des larves, peut les rendre plus susceptibles ~ la predation par ces predateurs largement passifs. Les resultats obtenus h ce jour suggerent que le predation par les meduses peut-etre un agent majeur de la mortalite chez les larves de poissons. Regulation de la Metamorphose chez les Larves de Poissons Durant les trois dernieres annees, nous avons aussi evalue l'hypothese selon laquelle les differences inter-annuelles de la duree de la periode larvaire (moment de la metamorphose) sont aussi importantes que les differences inter-annuelles des taux de mortalite durant cette periode pour determiner la force d'une classe d'~ge chez les poissons. Des experiences realisees avec la plie demontrent que la taille h la metamorphose est beaucoup moins variable que l'~ge h la metamorphose. Des resultats similaires ont ete obtenus avec le capelan. Une revue en profondeur de la litterature tend h supporter ces resultats. Les variations de la duree de la periode larvaire sont donc principalement dues aux variations du taux de crolssance des larves. La temperature et la nourriture affectent la croissance. Pour la plie, un changement de temperature de 3 C peut induire une survie du stade larvaire ~ la metamorphose qui varie par un facteur de 100. Ces travaux se poursuivent. ~ecanismes et Avantages de la Retention Estuarienne des Larves de Poissons Les larves de l'eperlan anadrome (Osmerus mordax) constituent une des composantes principales de 1a communaute ichtyoplanctonique de l'estuaire de Saint-Laurent. Elles sont plus abondantes dans la partie amont de l'estuaire moyen, etant associees aux masses d'eaux chaudes et peu salees. La fraie de l'eperlan a lieu au printemps dans de petltes rivieres localisees sur la rive sud de l'estualre moyen. 11 s'ensuit une dispersion des 1arves h travers toute cette region. Leur distribution correspond alors h celle des particules en suspension. Cemme la partie amont de l'estuaire moyen joue le r31e d'une trappe h sediment, nous emettons l'hypothese que la repartition des larves d'eperlan pourrait etre reliee ~ la retention d'autres organlsmes planctoniques, ce qui permettrait aux larves d'etre concentrees dans une region riche en nourriture (potentielle). Une analyse de la distribution du macrozooplancton et de la matiere en suspension le long d'un transect "amont-aval" dans l'estuaire moyen a demontre que les densltes des taxons dominantes, soit Neomysis americana, Gammarus tigrinus et Osmerus mordax, etalent respectivement de 72, 62 et 232 fois plus grandes dans la partie amont plus turbide du transect que dans la partie avale moins turbide. La proportion des larves avec contenus stomacaux augmentait de 29 h 88J h partir de l'aval vers l'amont du transect. Les larves se nourrissaient alors continuellement

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