CRITERIA FOR DETERMINING MATURITY STAGE IN FEMALE AMERICAN SHAD, ALOSA SAPIDISSIMA, AND A PROPOSED REPRODUCTIVE CYCLE.

CRITÉRES DE DÉTERMINATION DES STADES DE MATURITÉ PARMI LES FEMELLES ALOSA SAPIDISSIMA ET UNE PROPOSITION POUR UN CYCLE DE REPRODUCTION

Department of Fisheries Science, Virginia Institute of Marine Science, College of William and Mary, GLOUCESTER POINT, Virginia, USA 23062.

Received: 14 August 2000
Accepted: 17 January 2001

Abstract

We describe macro-and microscopic criteria to judge maturation stages of female American shad (Alosa sapidissima) collected in the York river, Virginia, USA. For comparison, we also examined ovaries of fishes collected in the Edisto river, South Carolina, and the Connecticut river, Massachusetts. The study augments a developing stock assessment program that is evaluating the use of index-removal and change-in-ratio estimators of exploitation rate and absolute abundance. Samples were obtained from traps at the York river mouth, staked gill nets in mid-reaches of the river, and drift gill nets on the spawning grounds (approximately 100 km from the river mouth). To judge maturation stages, we used the following macroscopic characters : ovary color, gross appearance of oocytes, degree of blood infusion, and value of the gonosomatic index (ovary weight divided by somatic weight). Stain reactions and presence or absence of cellular characteristics (nucleoli, nuclear migration, oil globules, yolk vesicles, atresia, and postovulatory follicles) were used as microscopic criteria. No differences in scoring of maturation stage were observed in comparisons of samples from different regions of the ovary. American shad in both semelparous (Edisto river) and iteroparous populations (York and Connecticut rivers) exhibit indeterminate fecundity and group-synchronous oocyte development. Unyolked, partially yolked and advanced yolked oocytes are observed in all maturity stages except spent females. There is histological evidence that an individual female spawns in batches over a period of days or weeks since both recently developed and older post-ovulatory follicles are observed simultaneously with advanced yolked oocytes. Most post-spawning females captured at the river mouth are only partially spent with ovaries that contain large numbers of advanced oocytes. A reproductive cycle for American shad in the York river is proposed. Successive or batch spawning in wild populations has important ecological implications since an individual can spread her gametes over a large spatio-temporal scale, thereby increasing the chances that progeny will encounter salubrious conditions.

Résumé

Nous décrivons des critères macro et microscopiques pour juger des stades de maturité des aloses américaines femelles (Alosa sapidissima) capturées es dans la rivière York, Virginia, USA. A titre de comparaison, nous examinons également des ovaires de poissons capturés dans la rivière Edisto, South Carolina, et dans la rivière Connecticut, Massachusetts. L’étude fait partie d’un programme en cours d’évaluation de stocks, qui utilise la méthode des changements de proportions et de la méthode des changements d’indices d’abondance par prélèvement pour estimer le taux d’exploitation et d’abondance absolue. Des échantillons ont été obtenus grâce à des trappes à l’embouchure de la rivière York, des filets fixes (à mi-parcours migratoire) et des filets dérivants sur les lieux de ponte (à environ 100 km de l’embouchure). Afin d’établir les stades de maturité, nous avons utilisé les caractères macroscopiques suivants : la couleur des ovaires, l’apparence grossière des ovocytes, le degré d’infiltration sanguin, et l’indice gonosomatique (le poids de l’ovaire divisé par le poids somatique). Des réactions avec les colorants ainsi que la présence ou l’absence de caractéristiques au niveau cellulaire (tels que les nucléoles, la migration nucléaire, les inclusions lipidiques, les vésicules de vitellus, l’atrésie et les follicules post ovulatoires) ont été employées comme critères microscopiques. Nous n’avons observé aucune différence de stade de maturité en comparant les sous échantillons prélevés sur l’ovaire. L’alose américaine semelpare (rivière Edisto) ou les populations itéropares (rivières York et Connecticut) présentent une fécondité indéterminée et un développement d’ovocytes groupe-asynchrome. Des ovocytes prévitellogéniques, partiellement vitellogéniques et des ovocytes avancés ont été observés dans toutes les phases de maturité l’exception des femelles ayant frayé. Il existe des évidences histologiques qui montrent que chaque femelle pond par fraction sur une période de plusieurs jours ou semaines puisque des follicules récemment développés et d’autres, plus âgés, post ovulatoires sont observés simultanément. La plupart des femelles post ovulatoires capturées à l’embouchure de la rivière ont frayé seulement en partie, ayant des ovaires qui contiennent encore un grand nombre d’ovocytes à l’état avancé. Nous avons proposé un cycle de reproduction pour l’alose américaine dans la rivière York. Les pontes multiples dans les populations sauvages d’Alosa ont des implications écologiques importantes puisqu’un poisson peut éparpiller ses gamètes sur une grande période spatio-temporelle et par là augmenter les chances que la progéniture trouvera des conditions salubres.