Testing variation in recruitment of dwarfs and cannibals in populations of Arctic char (Salvelinus alpinus) at Bear Island

Abstract

Sammendrag 1. Røye (Salvelinus alpinus) er den ferskvannsfisken med nordligst utbredelse, og er ofte den eneste fiskearten til stede i mange subarktiske og arktiske innsjøer. Røyepopulasjoner i disse områdene, og spesielt i isolerte innsjøer hvor migrasjon til havet ikke er mulig, karakteriseres ofte av tilstedeværelsen av to sympatriske morfer. Flesteparten av individene lever av insekter og er små av vekst (dverger), mens noen individer spiser sine artsfrender og vokser seg store (kannibaler). Det er fremlagt flere teorier for ulike mekanismer som kontrollerer rekruttering av kannibaler i røyepopulasjoner: i) fremvekst av sterke kohorter ved interne kontrollmekanismer; ii) fremvekst av sterke kohorter ved ytre miljøvariasjon (begge disse tilfellene forventes å indusere rekrutteringspulser av dverger og/eller kannibaler), eller iii) vekstforskjeller i tidlige leveår eller ved iv) genetiske forskjeller. 2. I dette studiet undersøkes mulig rekrutteringskontroll ved henholdsvis ytre og indre mekanismer. Dette gjøres ved å sammenlikne observert størrelse- og aldersstruktur hos røye i standardiserte garnfangster, og teste for endringer i disse parameterne innad innsjø mellom år (2002, 2009 og 2020) og innad år, mellom innsjøer (11 innsjøer over et mindre område på Bjørnøya). En eventuell rekrutteringspuls forventes å vises som tidsmessig variasjon i aldersfordeling innad innsjø. I tilfeller med eventuell ytre miljømessig indusering av rekrutteringspulser forventes det å bli observert liknende pulser i rekruttering i ulike innsjøer med materiale fra samme år. 3. Størrelse og aldersfordeling i garnfangstene viste et bimodalt mønster både mellom innsjøer og innad innsjø mellom år. Det var tilsynelatende ingen forskjell i observert alder eller størrelsesfordeling mellom år i materiale hentet fra samme innsjø, og en mangel på synkronitet i aldersfordeling mellom innsjøer. 4. Disse funnene indikerer ikke tilstedeværelsen av rekrutteringspulser i røyepopulasjoner på Bjørnøya, og sammenfaller derfor ikke med hypotesene om indre eller ytre kontrollmekanismer. Den tilsynelatende stabiliteten i røyepopulasjoner som ble undersøkt i dette studiet, kan peke mot at en genetisk komponent er viktig i kontroll og opprettholdelse av disse dverg-kannibal-systemene

Abstract 1. Populations of landlocked Arctic char (Salvelinus alpinus) living in high altitude subarctic and in Arctic lakes, as the only fish species present, are often characterised by the existence of two sympatric morphs: invertebrate feeding dwarfs with stunted growth and cannibalistic individuals reaching giant sizes. Several non-exclusive mechanisms have been suggested for controlling the recruitment of cannibalistic Arctic char: i) emergence of strong cohorts by internal control; ii) emergence of strong cohorts by external environmental variation (both in which is expected to cause pulses in dwarf and/or cannibal recruitment), by iii) early life differences in growth or by iv) genetic differences. 2. In this study I investigate the possible recruitment control by internal and external mechanisms, respectively. This is done by comparing observed size and age structures of char in standardized gillnet catches, and test for changes in these parameters within lake, across years (2002, 2009 and 2020) and within year, across lakes (11 lakes over a small area at Bear Island). A pulse recruitment is expected to show as temporal variation age distribution within lake. In the case of external environmental forcing of recruitment pulses, it is expected comparable observations of pulses in recruitment across lakes sampled the same year. 3. Size and age distribution in gillnet catches showed a bimodal pattern both among lakes and within lakes across years. There was no apparent difference in the observed age or size distribution when comparing samples between years within lake, and a lack of synchronicity in age distribution among lakes. 4. These findings do not indicate presence of recruitment pulses in char populations at Bear Island, thus they are not in accordance with the hypotheses of internal or external control mechanisms. The apparent stability of sampled char populations in this study may point towards a genetic component being important in the control and maintenance of dwarf-cannibal systems.