Effect of ambient oxygen on growth and reproduction in Nile tilapia (Oreochromis niloticus)

Abstract

Growth, size at maturity, gonadosomatic index (GSI), egg size, and absolute fecundity of Nile tilapia ( Oreochromis niloticus ) were significantly affected by oxygen levels (1.5 ± 1.0, 2.8 ± 1.4, and 6.0 ± 1.8 mg·L–1) in a controlled experiment designed to test the hypothesis (D. Pauly. 1984. J. Cons. Int. Explor. Mer, 41: 280–284) that O2 is the controlling factor for the transition from juvenile to adult in fish, in general, in the context of phenotypic life history plasticity and “stunting” in tilapias. Size at maturity and the estimated asymptotic size decreased with decreasing O2 concentration, as predicted by Pauly’s hypothesis. All fish matured at the same age (18 weeks old), which is in contrast to conventional definitions of stunting. This finding challenges the suggested plasticity in age at first maturity for tilapia. The results also challenge the hypothesis that stunting is a unique recruitment mechanism, as the smaller fish in the group with low oxygen concentration produced smaller and fewer eggs than the larger fish in the group with high oxygen concentration.

The evolutionary puzzle of egg size, oxygenation and parental care in aquatic environments

“…First, under hypoxia, tissue differentiation rates can retard development, so that embryos from males kept in hypoxia may be at earlier stages of development resulting in smaller sizes [67,68]. Second, development may progress at similar rates but embryos are smaller due to less efficient anaerobic metabolic processes [69,70]. Third, quality of parental care (for instance, nutrients provided) may differ in normal and low O 2 conditions owing to the physiological stress imposed by hypoxia on the caring parent, affecting the Table 3.…”

Estimacion de la talla media de madurez sexual en Trachurus murphyi mediante

“…Esta variabilidad se debe a factores exógenos, relacionados con el medio ambiente; y factores endógenos, relacionados con el genotipo y la condición fisiológica de los peces (Wootton, 1998). Dado que el oxígeno es el primer factor físico limitante en un ambiente acuático (Ross, 2000 fide Kolding et al, 2008), Pauly (1984b) indica que la disponibilidad del oxígeno controla la edad de primera madurez, aunque se ha indicado en algunas especies de peces que el suministro de oxígeno afecta la maduración sexual (Iles, 1973;Haug, 1998). Pauly (1984b) define tres escalas para la época de desove y maduración: i) una escala de largo plazo (meses a años), durante el cual queda determinada la talla/edad de un pez que madura por primera vez, ii) mediano plazo (semanas a meses), durante el cual ocurre la maduración gonadal provocada por estímulos ambientales; y iii), escala temporal corta (de segundos a días), donde ocurren los procesos justo antes del desove.…”

“…En cambio el oxígeno, tendría un control en una escala de largo plazo (Pauly, 1984b;Imsland, 1999;Herrmann & Enders, 2000, Kolding et al, 2008. Estos factores afectarían la alimentación, el crecimiento (Pauly 1981(Pauly , 1984bVan Dam & Pauly, 1995), metabolismo (Herrmann & Enders, 2000), comportamiento y aspectos de la actividad reproductiva (Imsland, 1999).…”

“…Estos factores afectarían la alimentación, el crecimiento (Pauly 1981(Pauly , 1984bVan Dam & Pauly, 1995), metabolismo (Herrmann & Enders, 2000), comportamiento y aspectos de la actividad reproductiva (Imsland, 1999). Kolding et al (2008) indican que para cualquier población, cualquier motivo de mantenimientos elevados de metabolismo, como altas temperaturas, estrés osmótico, hacinamiento o baja densidad de alimentación, resulta en un estado llamado "stunting"; es decir, una reducción de tamaño y una reducción de la talla de madurez.…”

“…Los autores sostienen que la mejor utilización de la oferta de oxígeno (alta afinidad de oxígeno) permite el aumento del metabolismo sin un aumento en el costo de la respiración catabólica, lo que resulta en un mayor crecimiento (Imsland, 1999). Kolding et al (2008), encontraron que la talla de madurez y la longitud asintótica de la tilapia O. niloticus decrecieron con la disminución de la concentración de oxígeno, como predice la hipótesis de Pauly. Además, el grupo de peces pequeños en ambiente de bajas concentraciones de oxígeno produjeron pocos huevos y más pequeños que los peces más grandes en altas concentraciones de oxígeno.…”