Interpopulation Variation in Growth and Life-History Traits of the Non-Native Juvenile Pumpkinseed Lepomis gibbosus (L., 1758), in Cooling Water of a Power Plant in the Lower Stretch of the Oder River, Poland

• Autorzy: Domagała J. , Czerniejewski P. , Pilecka-Rapacz M.

Warianty tytułu

PL

Wewnątrzpopulacyjne zróżnicowanie wzrostu i życia młodocianych basów słonecznych wprowadzonych do wód pochłodniczych dolnej Odry, Polska

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Pumpkinseed Lepomis gibbosus, Linnaeus (1758) is a non-native fish species, which the largest population in Poland inhabits warm canal of a “Dolna Odra” Power Plant. Until now, the growth in length and weight and changes the gonad’s maturity of adults individual of this species were carried out. The aim of this study was to evaluate the effect of high water temperature on the seasonal changes in the length, weight, condition, and the number of sclerites, with particular emphasis on length (S0) at which in this species the scales start forming. The research material included 341 pumpkinseed individuals in age 0+ (305 ind.) and 1+ (36 ind.) caught during monthly catches (electrofishing). The fish was weighted (W, g) to the nearest 0.1 g, measured (TL, SL, mm) and their conditions was determined by the coefficient Fulton (K). In addition, number of sclerites (S) on scales and the time of setting up the annual ring were determinated. The biggest monthly increases in mean length - SL (more than 0.5 cm/month) and increases of mean weight W (above 0.7 g / month) in the fish were recorded in the months of highest thermals water (July, August) (ANOVA, p <0.001). The decrease of water temperature in the warm channel in the autumn and winter months, resulted in reduction of monthly growth of fish. Analysis of regression between length (SL) and the length of the scale radius (Po) took the form of a linear function: SL = 1.5813 + 3.1424 * Po (R = 0.91029, p = 0.0000) and showed that the length at which in this species the scales start forming is 1,58cm. Number of sclerites (S) on scales of juvenile pumpkinseed has grown at an annual cycle of 8.20 ± 0.78 (in June) to 27.37 ± 5.18 (in May of the following year). In April and May the fish were recorded already formed on scales a year ring and respectively 1.38 ± 0.55 and 3.40 ± 1.02 sclerites of the second year of life. Moreover, the number of sclerites (S) on pumpkinseed’s scales proportionally increased to the length of this species according to the formula: S = -0.8441 + 5.0880 * SL (R = 0.95682, p <0.001).

PL

Bass słoneczny Lepomis gibbosus, Linnaeus (1758) jest gatunkiem nierodzimym, którego najliczniejsza populacja w Polsce zasiedla kanał ciepły elektrowni "Dolna Odra". Dotychczas na osobnikach dorosłych tego gatunku przeprowadzono analizy wzrostu długości i masy oraz zmian dojrzałości gonad. Celem niniejszej pracy była ocena wpływu podwyższonej termiki wody na wielkość sezonowych zmian długości, masy i kondycji oraz liczby sklerytów, ze szczególnym uwzględnieniem długości (S0) przy której zakłada się łuska. Materiał do badań stanowiły osobniki młodociane w wieku 0+ (305 szt.) i 1+ (36 sztuk.) złowione podczas prowadzenia comiesięcznych elektropołowów. Ryby ważono (W, g) z dokładnością do 0,1g, zmierzono (TL, SL, mm) oraz określano ich kondycje za pomocą współczynnika Fultona (K). Ponadto na łuskach oszacowano liczbę sklerytów oraz termin zawiązywania się pierścienia rocznego. Największe miesięczne przyrosty długości SL (powyżej 0,5cm/miesiąc) oraz masy jednostkowej W (powyżej 0,7 g/miesiąc) u badanych ryb zanotowano w miesiącach o najwyższej termice wody (lipiec, sierpień) (ANOVA, p<0,001). Spadek temperatury wody w kanale ciepłym, w miesiącach jesienno- zimowych, powodował zmniejszanie się przyrostów miesięcznych ryb. Analiza regresji pomiędzy długością (SL) a długością promienia oralnego łuski (Po) przybrała postać funkcji liniowej: SL = 1,5813 + 3,1424*Po (R = 0,91029, p = 0,0000) i wykazała, iż długość przy której zakłada sie łuska u tego gatunku wynosi 1,58cm. Liczba sklerytów (S) na łuskach młodocianego bassa slonecznego wzrastała w cyklu rocznym od 8,20 szt. ±0,78 (w czerwcu) do 27,37 szt. ±5,18 (w maju następnego roku). W kwietniu i w maju u ryb zanotowano założony już pierścień roczny i odpowiednio średnio 1,38 szt. ±0,55 oraz 3,40 szt. ±1,02 sklerytów drugiego roku życia. Ponadto stwierdzono, że liczba sklerytów (S) na łusce bassa słonecznego rośnie proporcjonalnie do wzrostu długości tego gatunku zgodnie ze wzorem: S = -0,8441 + 5,0880*SL (R = 0,95682, p<0,001).

Słowa kluczowe

EN

non-native species; juvenile pumpkinseed; growth rate; condition; seasonal variability

PL

gatunek nierodzimy; młodociany bass słoneczny; wzrost; kondycja; sezonowa zmienność

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: Tom 19
• Strony: 96--121
• Opis fizyczny: Bibliogr. 48 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Domagała J.

• University of Szczecin

autor

Czerniejewski P.

• West Pomeranian University of Technology, Szczecin

autor

Pilecka-Rapacz M.

• University of Szczecin

Bibliografia

• Angeler, D. G., Álvarez-Cobelas, M., Sánchez-Carrillo, S., Rodrigo, M. A. (2002). Assessment of exotic fish impacts on water quality and zooplankton in a degraded semiarid floodplain wetland. Aquatic Sciences 64: 76-86. http://dx.doi.org/10.1007/ s00027-002-8056-y.
• Arendt, J. D., Wilson, S. D. (1999). Countergradient selection for rapid growth in pumpkinseed sunfish: disentangling ecological and evolutionary effects. Ecology. 80: 2793-2798. DOI:10.1890/0012-9658(1999)080[2793:CSFR GI]2.0.CO;2.
• Bertschy, K. A., Fox, M. G. (1999). The influence of age-specific survivorship on pumpkinseed sunfish life histories. Ecology 80 (7): 2299-2313. DOI: 10.1890/0012-9658(1999)080 [2299:TIOASS]2.0.CO;2.
• Blanco, S., Romo, S., Villena, M. J., Martine´z, S. (2003). Fish communities and food web interactions in some shallow Mediterranean lakes. Hydrobiologia 506-509, 473-480.
• Bolger, T, Connolly, P. L. (1989). The selection of suitable indices for the measurement and analysis of fish condition. Journal of Fish Biology, 34, 171-182.
• Carlander, K. D. (1977). Handbook of Freshwater Biology. The Iowa State Press, Ames, 2. 55-63.
• Casal, C. M. V. (2006). Global documentation of fish introductions: the growing crisis and recommendations for action. Biological Invasions 8, 3-11, http://dx.doi.org/10.1007/s10530- 005-0231-3.
• Copp, C., Fox, G. (2007). Growth and life history traits of introduced pumpkinseed (Lepomis gibbosus) in Europe, and the relevance to its potential invasiveness. In: Francesca Gherardi (Editor). Biological invaders in inland waters: profiles, distribution, and threats, 289-306.
• Copp, G. H., Fox, M. G., Kováč, V. (2002). Growth, morphology and life history traits of a cool-water European population of pumpkinseed Lepomis gibbosus. Archiv für Hydrobiologie 155, 585-614.
• Copp, H. G., Fox, M. G., Przybylski, M., Godinho, N., Vila-Gispert, A. (2004). Life-time growth patterns of pumpkinseed Lepomis gibbosus introduced to Europe, relative to native North American populations. Folia Zoologica, 53, 237-254.
• Creaser, C. W. (1926). Structure and growth of scales of fishes in relation to the interpretation of their life-history, with special reference to the sunfish Eupomotis gibbosus. Univ. Mich. Misc. Pubs. 17.
• Deacon, L.I., Keast, J.A. (1987) Patterns of reproduction in two populations of pumpkinseed sunfish, Lepomis gibbosus, with differing food resources. Environmental Biology of Fishes 19 (4): 281-296. DOI: 10.1007/BF00003229
• Dembski, S., Masson, G., Monnier, D., Wagner, P., Pihan, J. C. (2006). Consequences of elevated temperatures on life-history traits of an introduced fish, pumpkinseed Lepomis gibbosus. Journal of Fish Biology 69 (2), 331-346. DOI: 10.1111/j.1095-8649.2006.01087.x.
• Domagała, J., Czerniejewski, P., Pilecka-Rapacz, M. (2016). Growth rate, age and size structure of the alien pumpkinseed, Lepomis gibbosus (L., 1758) population from a heated-water discharge canal of a power plant in the lower stretch of the Oder river, Poland. Rocznik Ochrona Środowiska, 18(1), 273-290.
• Domagała, J., Dziewulska, K., Kirczuk, L., Pilecka-Rapacz., M. (2015). Sexual cycle of white bream, Blicca bjoerkna (Actinopterygii, Cypriniformes, Cyprinidae), from three sites of the lower Oder River (NW Poland) differing in temperature regimes. Acta Ichthyologica et Piscatoria, 45(3), 285-298.
• Domagała, J., Kirczuk, L., Dziewulska, K., Pilecka-Rapacz, M. (2014). Annual development of gonads of pumpkinseed, Lepomis gibbosus (Actinopterygii: Perciformes: Centrarchidae) from a heated-water discharge canal of a power plant in the lower stretch of the Oder River, Poland. Acta Ichthyologica et Piscatoria, 44, 131-143.
• Domagała, J., Kondratowicz, A. (2006). Environmental Conditions of Waters of Cold and Warm Canals of "Dolna Odra" Power Station in the Second Half of the Nineties. Rocznik Ochrona Środowiska, 22, 355-360.
• Domagała, J., Pilecka-Rapacz, M. (2007). Charakterystyka wód pochłodniczych Elektrowni Dolna Odra w latach 2004-2006. Zeszyty Naukowe Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska, 23, 751-760.
• Economidis, P. S., Kattoulas, M., Stephanidis, E. (1981). Fish fauna of the Aliakmon River and the adjacent waters (Macedonia, Greece). Cybium 5, 89-95.
• Forbes, L. S. (1989). Spawning, growth, and mortality of three introduced fishes at Creston, British Columbia. Canadian Field-Naturalist, 103, 520-523.
• Fox, M. G., Crivelli, A. J. (2001). Life history traits of pumpkinseed (Lepomis gibbosus) populations introduced into warm thermal environments. Archive fur Hydrobiologie 150, 561-580.
• Fox, M.G., Crivelli, A.J. (1998). Body size and reproductive allocation in a multiple spawning centrarchid. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 55 (3): 737-748. DOI: 10.1139/f97-269
• Godinho, F. N. (2004). The ecology of largemouth bass Micropterus salmoides, and pumpkinseed sunfish Lepomis gibbosus, in the lower Guadiana basin: the environmental mediation of biotic interactions. Universidad Téchnica de Lisboa, Portugal
• Godinho, F. N., Fereira, M. T., Cortes, R. V. (1997) The environmental basis of diet variation in pumpkinseed sunfish, Lepomis gibbosus, and largemouth bass, Micropterus salmoides, along an Iberian river basin. Environmental Biology of Fishes 50, 105-115, http://dx.doi.org/10.1023/A:1007302718072
• Grabowska, J., Kotusz, J., Witkowski, A. (2010). Alien invasive fish species in Polish waters: an overview. Folia Zoologica, 59, 73-85.
• Groot, de S. J. (1985). Introductions of non-indigenous fish species for release and culture in the Netherlands. Aquaculture, 46, 237-257.
• Guti, G., Andrikowics, S., Bíró, P. (1991). Nahrung von Hecht (Esox lucius), Hundfisch (Umbra crameri), Karausche (Carassius carassius), Zwergwels (Ictalurus nebulosus) und Sonnenbarsch (Lepomis gibbosus) im Ócsa-Feuchtgebeit, Ungarn. Fischökologie 4, 45-66
• Heath, D., Roff, D. A. (1987). Test of genetic differentiation in growth of stunted and nonstunted populations of yellow perch and pumpkinseed. Transactions of the American Fisheries Society, 116, 98-102.
• Holčik, J. (1991). Fish introductions in Europe with particular reference to its central and eastern part. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Science 48, Suplement, 1, 13-23.
• Holčik, J. (1995). Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758). In: Baruš V., Oliva O. (eds.) Mihulovci Petromyzontes a ryby Osteichthyes (2). [Cyclostomes Petromyzontes and fishes Osteichthyes (2).] Academia, Praha, Czech Republic. [In Czech.]
• Holtan, P. (1998). Pumpkinseed (Lepomis gibbosus). Wisconsin Department of Natural Resources, Bureau of Fisheries Management. Wisconsin, 1-6pp
• Kestemont, P., Philippart, J. C. (1991) Considerations sur la croissance ovocytaire chez les poissons a ovogenese synchrone et asynchrone. Belgian Journal of Zoology, 121(1), 87-98.
• Morris, J. E., Mischke, C. C. (2000). A white paper on the status and needs of sunfish aquaculture in the north central region. North Central Regional Aquaculture Center, Ames, IA, 17.
• Neophitou, C., Giapis, A. J. (1994). A study of the biology of pumpkinseed (Lepomis gibbosus (L.)) in Lake Kerkini (Greece). Journal of Applied Ichthyology 10 (2-3): 123-133. DOI: 10.1111/j.1439-0426.1994.tb00151.x
• Osenberg, C. W., Mittelbach, G. G., Wainwright P. C. (1992). Two-stage life histories in fish: the interaction between juvenile competition and adult performance. Ecology, 73, 255-267.
• Osenberg, C. W., Werner, E. E., Mittelbach, G. C., Hall, D. J. (1988). Growth patterns in bluegill (Lepomis macrochirus) and pumpkinseed (L. gibbosus) sunfish: environmental variation and the importance of ontogenic niche drifts. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Science, 45, 17-26.
• Penczak, T. (1967). Biologiczne i techniczne podstawy połowu ryb stałym prądem. Przeglad Zoologiczny, 11, 114-131.
• Ricker, W. E. (1975). Computation and interpretation of biological statistics of fish populations. Bulletin Fisheries Research Board of Canada, 191, 1-382.
• Sokal, R. R., Rohlf, F. J. (1995). Biometry: the principles and practice of statistics in biological research. Third Edition, H. Freeman and Company, New York, 887.
• Sostoa, A., Lobon-Cervia, J., Fernandez-Colome, V., Sostoa, F. J. (1987). La distribucion del pez sol (Lepomis gibbosus L.) en la Peninsula Iberica. Acta Vertebrata, 14, 121-123.
• Stanisz, A. (1998). Przystępny kurs statystyki. StatSoft Poland. Kraków (in Polish).
• Tomoček, J, Kováč, V, Katina, S (2007). The biological flexibility of the pumpkinseed: a successful colonizer throughout Europe. In: Gherardi F(ed), Biological Invaders in Inland Waters: Profiles, Distribution, and Threats. Invading Nature - Springer Series in Invasion Ecology, Volume 2. Springer, Dordrecht, The Netherlands, 307-336.
• Uzunova, E. B., Velkov, S., Studenkov, M., Georgieva, M., Nikolova, L.,Pehlivanov, D., Parvanov, D. (2008). Growth, age and size structure of the introduced pumpkinseed (Lepomis gibbosus L.) population from small ponds along the Vit River (Bulgaria). Bulgarian Journal of Agricultural Sciences, 14, 227-234.
• Van Kleef, H, Van der Velde, G, Leuven, R. S. E. W., Esselink, H. (2008). Pumpkinseed sunfish (Lepomis gibbosus) invasions facilitated by introductions and nature management strongly reduce macroinvertebrate abundance in isolated water bodies. Biological Invasions 10, 1481-1490, http://dx.doi.org/10.1007/s 10530-008-9220-7
• Vila-Gispert, A., Moreno-Amich, R. (1998). Periodic abundance and depth distribution of Blennius fluviatilis and introduced Lepomis gibbosus, in Lake Banyoles (Catalonia, Spain). Hydrobiologia 386, 95-101.
• Welcomme, R. L. (1992). A history of international introductions of inland aquatic species. ICES Marine Science, 194, 3-14.
• Wismer, D. A., Christie, A. E. (1987). Temperature Relationships of Great Lakes Fishes: A Data Compilation. Great Lakes Fishery Commission Special Publication, 87, 1-165.
• Zapata, S. C., Granadolorencio, C. (1993). Age, growth and feeding of the exotic species Lepomis gibbosus in a Spanish cooling reservoir. Archiv für Hydrobiologie, 127, 561-573.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).