Ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας και γονιμότητα ομάδας στο σκουμπρί του Ατλαντικού, Scomber scombrus Linnaeus, 1758

ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: Αλιευτική Βιολογία και Διαχείριση Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία ΠΜΣ «Εφαρμογές της Βιολογίας» Δήμητρα Μαρμαρά Ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας και γονιμότητα ομάδας στο σκουμπρί του Ατλαντικού, Scomber scombrus Linnaeus, 1758 Επιβλέπων: Επίκουρος Καθηγητής Κωσταντίνος Γκάνιας Θεσσαλονίκη, 2017

Master direction: Fisheries Biology and Management Master s diploma dissertation Dimitra Marmara Daily spawning pattern and batch fecundity of Atlantic mackerel, Scomber scombrus Linnaeus, 1758 Supervisor: Assistant Professor Konstantinos Ganias Thessaloniki, 2017 1

Τριμελής Επιτροπή Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τη τριμελή επιτροπή και για την καθοριστική συμβολή τους και τον χρόνο τους στην υλοποίηση της παρούσας διπλωματικής εργασίας Τριμελής Επιτροπή: Επίκουρος Καθηγητής Κωνσταντίνος Γκάνιας, Επίκουρη Καθηγήτρια Δήμητρα Μπόμπορη, Επίκουρη Καθηγήτρια Ευθυμία Αντωνοπούλου 2

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Περίληψη... 4 1.Εισαγωγή... 6 1.1 Η αξία του αποθέματος του σκουμπριού του Ατλαντικού... 6 1.2 Αναπαραγωγική βιολογία... 9 1.3 Εκτίμηση της αναπαραγόμενης βιομάζας... 11 1.4 Στόχος της εργασίας... 13 2.Υλικά και Μέθοδοι... 14 2.1 Συλλογή δειγμάτων... 14 2.2 Εκτιμήσεις γονιμότητας... 15 3. Αποτελέσματα... 19 3.1 Αποτελεσματικότητα διαχωρισμού ομάδων ωοτοκίας... 19 3.2 Ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας... 19 3.3 Αλλομετρία γονιμότητας... 20 3.4 Σχετική γονιμότητα ομάδας... 21 4. Συζήτηση... 24 4.1 Αλλομετρία γονιμότητας... 24 4.2 Ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας... 24 4.3 Γονιμότητα ομάδας... 24 5. Γλωσσάρι...26 Βιβλιογραφία 29 Παράρτημα Ι... 342 Παραρτημα ΙΙ.343 3

Περίληψη Η παρούσα εργασία αφορά το ΒΑ απόθεμα του σκουμπριού του Ατλαντικού, Scomber scombrus και στοχεύει στη διερεύνηση της παρουσίας ή μη ημερήσιου προτύπου ωοτοκίας και της εκτίμησης της ομάδας γονιμότητας μεταξύ διαφορετικών ομάδων ατόμων. Για την εκτίμηση της γονιμότητας χρησιμοποιήθηκε η βαρυμετρική μέθοδος και εφαρμόστηκε η μέθοδος ανάλυσης μεριδίων σε ψηφιακές εικόνες υποδειγμάτων ιστού ωοθηκών. Η μελέτη του ημερήσιου προτύπου ωοτοκίας αποκάλυψε ότι παρουσιάζεται ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας κατά τη διάρκεια της ημέρας και κατ επέκταση το σκουμπρί του Ατλαντικού ή τουλάχιστον το ΒΑ απόθεμα εμφανίζει συγχρονισμένη ανάπτυξη ωοκυττάρων. Σε ότι αφορά τη γονιμότητα ομάδας προέκυψαν εκτιμήσεις που συμφωνούν με τη βιβλιογραφία μόνο για τα ενυδατωμένα άτομα που έφεραν χάσμα μεγέθους ενώ σε αυτά που απουσίαζε οι εκτιμήσεις ήταν στατιστικά σημαντικά διαφορετικές, γεγονός που πιθανόν θέτει επισφαλή τη χρήση της μεθόδου χωρίς το κριτήριο της παρουσίας ή μη χάσματος μεγέθους. 4

ABSTRACT This study aims to investigate the possible development of daily spawning pattern and to estimate the batch fecundity between different groups of Atlantic mackerel, Scomber scombrus NEA stock. The estimation of batch fecundity based on whole mounts analysis while particle analysis applied on digital images of ovarian tissue. The study of daily spawning pattern revealed its presence through during the day, therefore Atlantic mackerel, or at least the individuals of the referring stock, develops daily synchronism of oocyte growth. As for the batch fecundity estimation, the value for hydrated oocytes which developed hiatus (before the advance batch) is in consistency with the bibliography while for hydrated oocytes without the development of hiatus appeared significantly overestimated value. This results revealed that the estimation of batch fecundity of hydrated oocytes, without the criterion of the presence of not of hiatus could lead to precarious results. 5

1.Εισαγωγή 1.1 Η αξία του αποθέματος του σκουμπριού του Ατλαντικού Το σκουμπρί, Scomber scombrus Linnaeus, 1758 είναι ένα πελαγικό είδος ψαριού με ευρεία γεωγραφική εξάπλωση στο Β. Ατλαντικό ωκεανό αφού εντοπίζεται τόσο στις δυτικές όσο και στις ανατολικές του ακτές, από τη Β.Α. Αφρική ως και την Ισλανδία. Επιπλέον, εντοπίζεται στη Μεσόγειο, τη Μαύρη Θάλασσα και τη Δ. Βαλτική Θάλασσα (Collette 1984, Εικόνα 1). Εικόνα 1: Γεωγραφική εξάπλωση του σκουμπριού παγκοσμίως. Πηγή: www.fao.org. Εντοπίζεται συνήθως στην επιπελαγική ζώνη και περιστασιακά κοντά στον πυθμένα (ICES 1990). Τα νεαρά άτομα τρέφονται συνήθως με ζωοπλαγκτόν κυρίως κωπήποδα, καρκινοειδή και γαστερόποδα (Peterson & Ausubel 1984, Olaso et al. 2005, Langοy et al. 2006) ενώ κατά την περίοδο μεγάλων μεταναστεύσεων οι ποσότητες που καταναλώνουν μειώνονται δραματικά (Langοy et al. 2006). Το σκουμπρί του Ατλαντικού εντοπίζεται συνήθως σε μεγάλο εύρος βάθους από τα 15 ως και τα 200 μέτρα αν και μελέτες σημειώνουν την πιθανότητα περιστασιακά να κινείται σε μεγαλύτερα βάθη (Bartsch & Coombs 2004). Όπως συμβαίνει και με τα υπόλοιπα μέλη της οικογένειας Scombridae, έχει τη δυνατότητα λόγω της μορφολογίας του σώματός του να αναπτύσσει υψηλές ταχύτητες (Wardle & He 1988) που το βοηθούν να πραγματοποιεί μεγάλης κλίμακας μετακινήσεις (Sette 1943). Το μέσο μήκος σώματός (TL) είναι 30 cm, ενώ το μέγιστo μήκος (L ) 6

εκτιμάται ότι είναι 66 cm, αν και οι συλλήψεις ατόμων μεγαλύτερων από 60 cm (TL) σπανίζουν (ICES 2016). Το σκουμπρί είναι ένα είδος που επηρεάζεται από τις περιβαλλοντικές συνθήκες του ενδιαιτήματός του. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η μελέτη των Jansen & Gislason (2013), η οποία σημείωσε ότι τα ιχθυοαποθέματα του σκουμπριού του Β. Ατλαντικού, τόσο των ανατολικών όσο και των δυτικών ακτών, εμφανίζουν εποχιακές μεταβολές λόγω της επίδρασης αβιοτικών παραγόντων όπως η θερμοκρασία και η υδροδυναμική σε διαφορετικές περιοχές. Το ιχθυοαπόθεμα των δυτικών ακτών του Β. Ατλαντικού χωρίζεται σε δύο επιμέρους πληθυσμούς με καθόλου ή ελάχιστο μεταξύ τους υβριδισμό (Jansen & Gislason 2013). Tο ανατολικό απόθεμα του σκουμπριού του B. Ατλαντικού χωρίζεται σε 3 επιμέρους πληθυσμούς: το Δυτικό, το Νότιο και αυτό της Βόρειας θάλασσας που αντιστοιχούν στο 75, 22 και 3% αντίστοιχα του συνολικού ιχθυοαποθέματος (ICES 2016, Εικόνα 2). Εικόνα 2: Εξάπλωση του σκουμπριού του Βορείου Ατλαντικού για τις ανατολικές ακτές του ωκεανού. Με μπλε σημειώνεται η γεωγραφική του εξάπλωση ενώ με πορτοκαλί οι περιοχές ωοτοκίας του. Πηγή: Τροπ. από www.ices.dk. 7

1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 ΤΟΝΟΙ (t) Το συγκεκριμένο απόθεμα αποτελεί ένα από τα πιο υψηλά σε αφθονία ιχθυοαποθέματα του Β. Ατλαντικού (ICES 2016) και συμβάλλει σημαντικά στην αλιεία τόσο στις δυτικές ακτές όσο και στις ανατολικές ακτές του. Ωστόσο, το απόθεμα που συμβάλλει στις συνολικές εκφορτώσεις του είδους είναι οι πληθυσμοί στις ανατολικές ακτές του Ατλαντικού με αύξηση των εκφορτώσεων τα τελευταία έτη (από το 2009) και μέγιστη τιμή πάνω από 1,4 Mt το 2014. Το σκουμπρί του Ατλαντικού από τις δυτικές ακτές του Ατλαντικού έχει πολύ μικρότερη συμβολή στις συνολικές εκφορτώσεις που τα τελευταία έτη δεν ξεπερνούν τους 20.000 t ενώ για την περιοχή της Μεσογείου και της Μαύρης θάλασσας οι εκφορτώσεις δεν ξεπερνούν τους 10.000 t. (Εικόνα 3). 1400000 1404076 1200000 1000000 800000 600000 400000 200000 0 ΈΤΗ Μεσόγειος & Μαύρη θάλασσα Δυτικός Ατλαντικός Ωκεανός Ανατολικός Ατλαντικός Ωκεανός Εικόνα 3: Εκφορτώσεις του σκουμπριού του Ατλαντικού από το 1950 ως και το 2015.Πηγή: www.fao.org. Αν και για πολλά έτη το απόθεμα του σκουμπριού του Β.Α. Ατλαντικού θεωρήθηκε ότι μπορούσε να στηρίξει την αλιεία της περιοχής, τα τελευταία έτη, οι εκτιμήσεις που αφορούν την αναπαραγωγική του βιομάζα παρουσιάζουν φθίνουσα τάση (ICES 2016). Επιπλέον, έχει παρατηρηθεί αδυναμία στην εισδοχή νεαρών ατόμων στον πληθυσμό με αποτέλεσμα να εκφορτώνονται μικρότερα μεγέθη ατόμων, ειδικά σε περιοχές της Βόρειας Θάλασσας, που αποτελεί και περιοχή ωοτοκίας (ICES 2015). Εξαίρεση στις αναφερθείσες εκτιμήσεις βιομάζας αποτελεί η τελευταία εκτίμηση (ICES 2015) που παρουσιάζεται αυξημένη, σημειώνοντας ωστόσο ότι οι λόγοι αυτού του αποτελέσματος 8

μπορεί να ποικίλουν με μία πιθανότητα τη γεωγραφική διεύρυνση του ιχθυοαποθέματος (ICES 2016). 1.2 Αναπαραγωγική βιολογία Για το σκουμπρί του Ατλαντικού το μήκος (TL) πρώτης γεννητικής ωρίμασης εκτιμάται ότι είναι 28,7 cm σε ηλικία ίση με τα 2 έτη, τουλάχιστον για το απόθεμα της Βόρειας Θάλασσας (ICES 1990). Η αναπαραγωγική περίοδος διαφέρει ανάλογα με τον πληθυσμό του είδους. Η αιχμή (κορύφωση) της αναπαραγωγικής περιόδου για το ιχθυοαπόθεμα του Βορείου Ατλαντικού λαμβάνει χώρα μεταξύ Μαΐου ως και αρχές Ιουνίου (Priede et al. 1995) ενώ για το απόθεμα των δυτικών ακτών του Ατλαντικού είναι περίπου κατά την πρώτη εβδομάδα του Ιουλίου (Ware 1977). Η αιχμή της αναπαραγωγικής περιόδου έχει σημειωθεί πως εμφανίζει μεταβολές όχι μόνο για τα διαφορετικά γεωγραφικά μήκη άλλα και κατά την πάροδο των ετών (Priede et al. 1995). Όπως σημειώθηκε ήδη το απόθεμα του σκουμπριού του Ατλαντικού χωρίζεται σε τρεις επιμέρους πληθυσμούς και μεταξύ αυτών έχουν σημειωθεί σημαντικές διαφοροποιήσεις στην τιμή του κλάσματος των γεννητόρων (spawning fraction, S), δηλαδή των ώριμων θηλυκών που γεννούν ανά ημέρα. Ως βασικό αίτιο αυτών των διαφοροποιήσεων θεωρήθηκε η μεταβολή του γεωγραφικού μήκους και κατ επέκταση των βιοτικών και αβιοτικών συνθηκών στις περιοχές εξάπλωσης του κάθε πληθυσμού (Priede et al. 1995). Το σκουμπρί του Ατλαντικού παρουσιάζει έντονα μεταναστευτικά πρότυπα, με τα πεδία ωοτοκίας να ποικίλουν με την πάροδο του χρόνου, ωστόσο τα κύρια εντοπίζονται στην κεντρική Βόρεια Θάλασσα και στις ακτές της νότιας Ισλανδίας (Lockwood 1978, Jansen & Gislason, 2013, Εικόνα 2). To σκουμπρί είναι πολλαπλός αποθέτης, δηλαδή απελευθερώνει τα αυγά του κατά τη διάρκεια της περιόδου ωοτοκίας ανά ομάδες που μπορεί να φτάσουν ως και τις είκοσι (ICES, 1990). Θεωρείται ότι έχει καθορισμένο πρότυπο γονιμότητας (βλ. Ένθετο Ι), δηλαδή η ποσότητα ωοκυττάρων που παράγεται για να απελευθερωθεί κατά την αναπαραγωγική περίοδο καθορίζεται πριν την έναρξή της (Ένθετο Ι). Το ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας του είδους δεν είναι γνωστό και οι μελέτες που είχαν διεξαχθεί μέχρι σήμερα δεν κατάφεραν να το ξεκαθαρίσουν (Jonhson 1977, Lockwood et al. 1981, Priede & Watson 1993). 9

Το σκουμπρί του Ατλαντικού όπως ήδη έχει αναφερθεί, εμφανίζεται σε μεγάλο γεωγραφικό εύρος. Οι διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στις εκτιμήσεις γονιμότητας. Συγκεκριμένα, έχει σημειωθεί στατιστικά σημαντική διαφορά ανάμεσα στις εκτιμήσεις γονιμότητας μεταξύ των πληθυσμών διαφορετικού γεωγραφικού πλάτους που αποδόθηκαν στις διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες (Priede & Watson 1993). Ένθετο Ι: Πρότυπα γονιμότητας των ψαριών Τα ψάρια αναπτύσσουν διαφορετικές αναπαραγωγικές στρατηγικές έτσι ώστε να αυξήσουν την πιθανότητα των απογόνων τους να επιβιώσουν (Balon 1985, Winemiller 1989). Η συχνότητα ωοτοκίας, ο αριθμός των αυγών που αποθέτουν και το πρότυπο γονιμότητας που ακολουθούν εντάσσεται σε αυτή τους την προσπάθεια (Lowerre-Barbieri et al. 2011b). Το πρότυπο γονιμότητας αναφέρεται στο διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ της περιόδου παραγωγής των ωοκυττάρων που πρόκειται να αποτεθούν και της περιόδου ωοτοκίας (Ganias 2013). Το εύρος των πιθανών προτύπων γονιμότητας ορίζεται από το απόλυτα καθορισμένο ως και το απόλυτα ακαθόριστο (Εικόνα 4). Εικόνα 4: Πρότυπα γονιμότητας: (α) Απόλυτα καθορισμένο πρότυπο (β) Οριακά καθορισμένο πρότυπο (γ) Οριακά ακαθόριστο πρότυπο (δ) Απόλυτα ακαθόριστο πρότυπο. Πηγή: Ganias 2013. 10

Ο καθορισμός του προτύπου γονιμότητας των ιχθύων στηρίζεται στα εξής κριτήρια (Hunter & Macewicz 1985a, Greer Walker et al. 1994): Εικόνα 5: Κριτήρια καθορισμού προτύπου γονιμότητας. Πηγή: Τροπ. από Hunter et al., 1989, Greer Walker et al., 1994. 1.3 Εκτίμηση της αναπαραγόμενης βιομάζας Οι δύο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι εκτίμησης της αναπαραγόμενης βιομάζας (spawning stock biomass, SSB) των ψαριών είναι η μέθοδος ετήσιας παραγωγής αυγών (annual egg production method, AEPM) και η μέθοδος ημερήσιας παραγωγής αυγών (daily egg production method, DEPM). Απαραίτητη προϋπόθεση για την εφαρμογή της ΑΕΡΜ είναι το είδος να έχει καθορισμένο πρότυπο γονιμότητας (βλ. Ένθετο Ι) ενώ η DEPM μπορεί να εφαρμοστεί σε είδη τόσο με καθορισμένο όσο και σε είδη με ακαθόριστο πρότυπο γονιμότητας. Η DEPM είναι η πιο συνήθης μέθοδος εκτίμησης ιχθυοαποθεμάτων και μεταξύ άλλων προτιμάται λόγω του χαμηλότερου κόστους της και της γρηγορότερης συλλογής και ανάλυσης των δεδομένων σε αντίθεση με την ΑΕΡΜ που απαιτεί μεγαλύτερο αριθμό δειγματοληψιών. 11

Για το σκουμπρί του Ατλαντικού εφαρμόζονται και οι δύο μέθοδοι εκτίμησης της αναπαραγόμενης βιομάζας. Οι εκτιμήσεις γίνονται κάθε τρία έτη και συμμετέχουν σε αυτές 9 χώρες με 10 ερευνητικά κέντρα. Τo σκουμπρί του Ατλαντικού αποτελεί ένα από τα πρώτα είδη που χρησιμοποιήθηκαν για την εφαρμογή μεθόδων εκτίμησης της αναπαραγόμενης βιομάζας. Συγκεκριμένα, η AEPM είχε αρχίσει να εφαρμόζεται ήδη από το 1968 για τον πληθυσμό της Βόρεια Θάλασσας ενώ από το 1977 εφαρμόζεται σε όλο το ιχθυοαπόθεμα του Β. Ατλαντικού (ICES 2016). H DEPM άρχισε να χρησιμοποιείται από το 1989 καθώς o καθορισμός του προτύπου γονιμότητας του σκουμπριού ως καθορισμένο άρχισε να αμφισβητείται (Priede & Watson 1993, Greer Walker et al. 1994). Για την εκτίμηση της γονιμότητας του σκουμπριού του Ατλαντικού εφαρμόζεται η εκτίμηση της γονιμότητας ομάδας που εφαρμόστηκε αρχικά για την εκτίμηση της γονιμότητας του γαύρου της Καλιφόρνιας, Engraulis mordax (Lasker 1985). Η μέθοδος εφαρμόζεται σε ωοτόκα είδη ψαριών που συνήθως αποθέτουν σε ομάδες τα αυγά τους περισσότερες από μία φορές κατά την κάθε αναπαραγωγική περίοδο. Η εκτίμηση γονιμότητας ομάδας (batch fecundity, Fb) στηρίζεται στην καταμέτρηση των ενυδατωμένων ωοκυττάρων, δηλαδή της ομάδας που πρόκειται να αποτεθεί σε ένα μεμονωμένο αναπαραγωγικό γεγονός. Κατά τη μέθοδο των ενυδατωμένων ωοκυττάρων, συλλέγεται δείγμα ιστού της ωοθήκης και καταμετρούνται τα ωοκύτταρα της ομάδας ωοτοκίας (advanced batch, ΑΒ) του δείγματος και στη συνέχεια γίνεται αναγωγή στο βάρος της ωοθήκης για να εκτιμηθεί ο συνολικός αριθμός ωοκυττάρων που πρόκειται να αποτεθούν. Τα άτομα τα οποία φέρουν στις ωοθήκες σημάδια απόθεσης, δηλαδή κενά ωοθυλάκια (Post Ovulatory Follicles, POFs) αποκλείονται από την εκτίμηση καθώς θεωρείται ότι οι ωοθήκες πλέον δε χαρακτηρίζονται από ομοιογένεια στην κατανομή των αυγών που φέρουν (Hunter & Macewicz 1985a). Ο καθορισμός του προτύπου γονιμότητας είναι απαραίτητος για την επιλογή της μεθόδου εκτίμησης γονιμότητας ωστόσο ο καθορισμός του ημερήσιου πρότυπου ωοτοκίας και της ώρας ωοτοκίας είναι επίσης απαραίτητα για τον κατάλληλο σχεδιασμό και τη χρήση των δύο μεθόδων, την ορθότητα και την ακρίβεια των αποτελεσμάτων (Priede & Watson 1993). 12

1.4 Στόχος της εργασίας Η παρούσα εργασία έχει ως κύριο στόχο τη διερεύνηση της ύπαρξης ή μη- ημερήσιου προτύπου ωοτοκίας στο απόθεμα του σκουμπριού του Ατλαντικού καθώς και το πως αυτό σχετίζεται με τις εκτιμήσεις της γονιμότητας ομάδας ώστε να συμβάλλει στη βελτίωση της εφαρμογής των μεθόδων εκτίμησης της βιομάζας του. 13

2.Υλικά και Μέθοδοι 2.1 Συλλογή δειγμάτων Τα δείγματα της παρούσας μελέτης είχαν συλλεχθεί στο πλαίσιο του προγράμματος τριετούς εκτίμησης της αναπαραγόμενης βιομάζας του αποθέματος του σκουμπριού του Ατλαντικού με τη μέθοδο AEPM και DEPM, τα έτη 2013 και 2016. Η περιοχή δειγματοληψίας εκτεινόταν από τις ακτές της νότιας Ισπανίας ως και τη νότια Ισλανδία. Τα δείγματα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία αφορούν τη δειγματοληψία που πραγματοποιήθηκε εκ μέρους της Ισπανίας και του ερευνητικού κέντρου ΙΕΟ (Spanish Institute of Oceanography). Η περιοχή δειγματοληψίας αφορά το Β. Ατλαντικό και συγκεκριμένα το Βισκαϊκό κόλπο. Επιπλέον, και για τα δύο έτη η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε από το Φεβρουάριο ως και τον Απρίλιο. Για την εφαρμογή της μεθόδου συλλέχθηκαν δείγματα ενήλικων ατόμων από 42 συνολικά σταθμούς, 17 για το 2013 και 25 για το 2016 (Εικόνα 6). Εικόνα 6: Περιοχές δειγματοληψίας για τις μεθόδους εκτίμησης AEPM και DEPM εκ μέρους του ΙΕΟ για τα έτη 2013 και 2016. Οι σταθμοί δειγματοληψίας παρουσιάζονται ανά μήνα, ανά έτος και ανά αριθμητική κλάση δειγμάτων που αφορούν τον κάθε σταθμό δειγματοληψίας. Συγκριμένα, ο κάθε μήνας δειγματοληψίας παρουσιάζεται με διαφορετικό χρώμα για κάθε έτος ενώ ο αριθμών των δειγμάτων για κάθε δειγματοληψία παρουσιάζεται με διαφορετικό μέγεθος κύκλου. Για την παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν δείγματα ενήλικων που κάλυπταν το μέγιστο δυνατό εύρος τόσο της περιοχής και της περιόδου δειγματοληψίας όσο και της 14

ώρας σύλληψης μέσα στην ημέρα. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν 131 άτομα από 28 σταθμούς δειγματοληψίας. Συγκεκριμένα, από το 2013 χρησιμοποιήθηκαν 16 σταθμοί δειγματοληψίας και 95 συνολικά άτομα. Από το σύνολο των σταθμών του 2013 τρεις προέρχονται από εμπορική αλιεία ενώ ο ένας αφαιρέθηκε λόγω άγνωστης ώρας συλλογής δεδομένων. Από το 2016 χρησιμοποιήθηκαν 12 σταθμοί, όλοι από ερευνητική αλιεία χωρίς να έχουν χρησιμοποιηθεί δείγματα από την εμπορική αλιεία, με συνολικά 36 άτομα. Οι ώρες δειγματοληψίας είναι από τη 01:00 έως και τις 19:00. 2.2 Εκτιμήσεις γονιμότητας Από κάθε γονάδα συλλέχθηκε υποδείγμα ιστού (Εικόνα 7α) κατάλληλου βάρους (SSW) το οποίο ζυγίστηκε σε ζυγαριά ακριβείας τεσσάρων δεκαδικών (Εικόνα 7β). Ακολούθησε το πέρασμα του κάθε υποδείγματος από κόσκινο 300μm προκειμένου να διαχωριστούν κατάλληλα τα ωοκύτταρα. Το κάθε υποδείγμα μεταφέρθηκε σε δοχείο eppendorf και συντηρήθηκε σε ισοτονικό διάλυμα (Εικόνα 7γ). Στη συνέχεια το δείγμα τοποθετήθηκε σε ένα παραλληλόγραμμο θάλαμο (Εικόνα 7δ) και με τη χρήση πλαστικής βελόνας για να μην καταστραφούν τα ωοκύτταρα, έγινε προσπάθεια για τον πλήρη διαχωρισμό των ωοκυττάρων (Εικόνα 7ε) και για τη μεταφορά αυτών στο κέντρο του θαλάμου ώστε να μην εφάπτονται με τις πλευρές τους με στόχο να συμπεριληφθούν όλα τα ωοκύτταρα στη φωτογραφία (Εικόνα 7στ). Ακολούθησε η φωτογράφηση του κάθε δείγματος με τη χρήση στερεο-μικροσκοπίου Nikon SMZ 1500 και κάμερας Nikon DXM 1200F με κανάλι ανάλυσης FINE (Εικόνα 7ζ). Για τη φωτογράφηση του κάθε υποδείγματος χρειάστηκε η λήψη 4 φωτογραφιών. Οι επιμέρους φωτογραφίες συντέθηκαν με το πρόγραμμα ανάλυσης της κάμερας (Analysis Nikon 1200 DXM 1200) για να προκύψει ένα φωτομωσαϊκό για κάθε δείγμα (Εικόνα 8α). 15

Εικόνα 7: Στάδια επεξεργασίας του κάθε δείγματος για τη δημιουργία της τελικής φωτογραφίας του. (α) η γονάδα και το υποδείγμα που συλλέχθηκε από τη γονάδα. (β) Η ζύγιση του κάθε δείγματος (γ) Μεταφορά υποδείγματος σε eppedolf και (δ) στη συνέχεια σε ορθογώνιο δοχείο. Ακολουθεί ο διαχωρισμός των κυττάρων και (στ) η μεταφορά τους στο κέντρο του δοχείο ώστε να φωτογραφηθούν όλα σε (ζ) κάμερα προσαρμοσμένη σε στερεο-μικροσκόπιο. Το φωτομωσαϊκό κάθε δείγματος επεξεργάστηκε μέσω της ημι-αυτοματοποιημένης μεθόδου ανάλυσης μεριδίων για τη καταμέτρηση των ωοκυττάρων του κάθε δείγματος (Thorsen & Kjesdu 2001, Ganias et al. 2010) με τη χρήση του ελεύθερου λογισμικό ανάλυσης εικόνας ImageJ (www.imagej.nih.gov). Για την ανάλυση του κάθε φωτομωσαϊκού (Εικόνα 8α) με τη μέθοδο ανάλυσης μεριδίων πραγματοποιήθηκε μετατροπή του τύπου της κάθε εικόνας σε 8-bit (Εικόνα 8β), προσαρμογή της φωτεινότητάς της και στη συνέχεια αυτόματη μέτρηση της περιμέτρου των ωοκυττάρων. Η αρχική εικόνα προστέθηκε στις αυτόματες μετρήσεις και διορθώθηκαν πιθανές αστοχίες των μετρήσεων (Εικόνα 8γ). 16

Εικόνα 8: Στάδια επεξεργασίας του φωτομωσαικού για την ανάλυσή του μέσω της ημι-αυτοματοποιημένης μεθόδου ανάλυσης μεριδίων στο λογισμικό ImageJ. (α) Εισαγωγή εικόνας στο ImageJ (β) Μετατροπή εικόνας σε Στη συνέχεια, τα ομαδοποιημένα δεδομένα μεταφέρθηκαν στο ελεύθερο λογισμικό FiSAT ΙΙ, του FAO (www.fao.org/fishery) όπου έγινε χρήση της μεθόδου Bhattacharya για την ανάλυση της κατανομής των συχνοτήτων των μεγεθών των ωοκυττάρων (oocytes size frequencies distribution, OSFD) του κάθε δείγματος. Πιο συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκε διάκριση της ομάδας ΑΒ (βλ. παρ. 2.3) και καταμέτρηση τόσο του αριθμού (nαβ) όσο και της μέσης διαμέτρου (ODΑΒ) των ωοκυττάρων αυτής. Με την εφαρμογή της μεθόδου Bhattacharya έγινε εκτίμηση της παρουσίας ή απουσίας χάσματος μεγέθους ανάμεσα στην κατανομή της ομάδας AB με τις υπόλοιπες ομάδες ωοκυττάρων. Το κριτήριο επιλογής των ατόμων με χάσμα μεγέθους ήταν το αριστερό μέρος της καμπύλης κατανομής της ΑΒ να εφάπτεται με τον άξονα x. Αν το αριστερό τμήμα της καμπύλης κατανομής της ΑΒ δεν εφάπτονταν με τον άξονα x, τότε θεωρήθηκε ότι το χάσμα μεγέθους απουσίαζε (Εικόνα 9). Εικόνα 9: Κριτήριο διαχωρισμού παρουσίας ή μη χάσματος μεγέθους. Στην εικόνα (α) εμφανίζεται χάσμα μεγέθους ενώ στην (β) απουσιάζει. Η εκτίμηση των τιμών της γονιμότητας προηγμένης ομάδας (FΑΒ) προκύπτει από τον πολλαπλασιασμό της πυκνότητας των ωοκυττάρων της προηγμένης ομάδας (nαβ/ssw) με το βάρος της ωοθήκης (Wg, Εξίσωση 1): 17

F ΑΒ = W g n ΑΒ SSW (1) Ο υπολογισμός της σχετικής γονιμότητας της προηγμένης ομάδας (RFAB) προέκυψε από το λόγο της FΑΒ προς το βάρος του σώματος χωρίς το βάρος της ωοθήκης (Wn) και παρουσιάζεται στην Εξίσωση 2: RF AB = F AB W n (2) Στις περιπτώσεις που η προηγμένη ομάδα βρίσκονταν να αντιστοιχεί στην ομάδα ωοτοκίας, στα ωοκύτταρα δηλαδή που θα επρόκειτο να αποτεθούν στην επόμενη ωοτοκία τότε οι τιμές της FAB και της RFAB θεωρήθηκε ότι ισούνταν με τη γονιμότητα ομάδας (Fb) και τη σχετική γονιμότητα ομάδας (RFb) αντίστοιχα. Στις αναλύσεις προτιμήθηκε η χρησιμοποίηση των τιμών σχετικής γονιμότητας διότι αυτές επιτρέπουν τις συγκρίσεις τόσο μεταξύ ατόμων όσο και μεταξύ ομάδων ατόμων διαφορετικού μεγέθους. 18

3. Αποτελέσματα 3.1 Αποτελεσματικότητα διαχωρισμού ομάδων ωοτοκίας Για τη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας της μεθόδου Bhattacharya με τη χρήση του προγράμματος FiSAT, πραγματοποιήθηκε η σύγκριση του συνολικού αριθμού των ωοκυττάρων του κάθε δείγματος που προέκυψε από αυτή με τον αντίστοιχο συνολικό αριθμό που προέκυψε από το Image J (Εικόνα 10). Οι δύο αυτές ομάδες σχετίζονταν στατιστικά ισχυρά μεταξύ τους (p<0.001, R 2 =0,99) ενώ η κλίση της ευθείας ελαχίστων τετραγώνων (b=0.99) δε διέφερε στατιστικά σημαντικά από τη διαγώνιο (p>0.1). Εικόνα 10: Σύγκριση συνολικού αριθμού από τη μέτρηση των ωοκυττάρων στο Image J (Ν ALL) με τον συνολικό αριθμό των ωοκυττάρων που προέκυψε από τη μέθοδο Batchatarrya (N OSFD). 3.2 Ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας Το ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας εξετάστηκε μέσω της ωριαίας μεταβολής της ύπαρξης χάσματος μεγέθους μεταξύ της προηγμένης ομάδας ωοκυττάρων και των υπόλοιπων ωοκυττάρων (Εικόνα 11). Κατά τις πρώτες πρωινές ώρες, δηλαδή μεταξύ 1:00-02:00 και 02:00-8:00 η πιθανότητα να υπάρχει χάσμα βρέθηκε να είναι μηδενική ή πολύ μικρή (<30%) αντίστοιχα. Στη διάρκεια της ημέρας η πιθανότητα αυτή αυξανόταν, με μέγιστη τιμή στις 12:00-14:00 όπου η πιθανότητα παρουσίας χάσματος έφτασε το 80%. 19

Στη συνέχεια, η πιθανότητα ύπαρξης χάσματος μειώνονταν ως και τις 19:00, όπου ήταν η τελευταία ώρα δειγματοληψίας με τιμή μικρότερη από 20%. Το γεγονός ότι η πιθανότητα ύπαρξης χάσματος μεταξύ της ομάδας ωοτοκίας και των υπολοίπων ωοκυττάρων στα άτομα που βρίσκονται στο τελικό στάδιο της ωρίμασης, λίγο δηλαδή πριν την ωοτοκία, παρουσίασε ημερήσιο πρότυπο επιβεβαιώνει ότι η διαδικασία αυτή είναι συγχρονισμένη μεταξύ των ατόμων του πληθυσμού. Κατά συνέπεια τα θηλυκά άτομα του σκουμπριού στο Β. Ατλαντικό δεν ωοτοκούν τυχαία μέσα στην ημέρα αλλά ακολουθούν ένα ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας. Εικόνα 11: Ωριαία μεταβολή της συχνότητας ύπαρξης χάσματος μεγέθους μεταξύ της προηγμένης ομάδας ωοκυττάρων και των υπόλοιπων ωοκυττάρων 3.3 Αλλομετρία γονιμότητας Απαραίτητη προϋπόθεση για την αξιοπιστία της σχετικής γονιμότητας είναι οι τιμές της να είναι ανεξάρτητες του μεγέθους σώματος, έτσι ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συγκρίσεις ατόμων διαφορετικού μεγέθους. Για το λόγο αυτό, εξετάστηκε η σχέση ανάμεσα στη γονιμότητα της προηγμένης ομάδας, FAB με το ολικό βάρος σώματος, W σε άτομα που παρουσίαζαν ή όχι χάσμα μεγέθους (Εικόνα 12). 20

(α) (β) Εικόνα 12: Η εικόνα παρουσιάζει τη διασπορά της FAB προς το W, (α) για τα άτομα που απουσιάζει το χάσμα μέγεθος ενώ στη (β) για τα άτομα που υπάρχει χάσμα μεγέθους. Για τα άτομα που είχαν χάσμα μεγέθους η FΑΒ δεν εμφάνισε στατιστικά σημαντική γραμμική σχέση (p=0,789, Εικόνα 12α) με το ολικό βάρος σώματος (W). Συνεπώς στα άτομα αυτά η γονιμότητα είναι ανεξάρτητη από τη μεταβολή του βάρους του ψαριών και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συγκρίσεις μεταξύ ατόμων και ομάδων ατόμων. Όμοια, για τα άτομα με απουσία χάσματος μεγέθους η τιμή της FΑΒ δεν εμφάνισε στατιστικά σημαντική διαφορά (p=0,065, Εικόνα 12β). 3.4 Σχετική γονιμότητα ομάδας Αν και η FΑΒ δεν εμφάνισε στατιστικά σημαντική διαφορά και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συγκρίσεις ατόμων και ομάδων προτιμήθηκε η χρήση της σχετικής γονιμότητας ομάδας (RFΑΒ) ως μία εκτίμηση που παρέχει άμεσα σύγκριση των αποτελεσμάτων της συγκεκριμένης μελέτης με προηγούμενες μελέτες. Η σχετική γονιμότητα ομάδας μόνο από τα ενυδατωμένα άτομα που παρουσίαζαν χάσμα μεγέθους ήταν 51,1 ωοκύτταρα/g. Αυτή η τιμή έρχεται σε συμφωνία με 21

προηγούμενες εκτιμήσεις της RFΑΒ για το σκουμπρί του Ατλαντικού (Watson et al. 1992: 41,33-55,49 ωοκύτταρα/g, Priede & Watson 1995: 37-58 ωοκύτταρα/g). Αντίθετα, η τιμή της RFΑΒ στα ενυδατωμένα άτομα όπου απουσίαζε το χάσμα μεγέθους βρέθηκε ίση με 173,8 ωοκύτταρα/g και ήταν στατιστικά σημαντικά υψηλότερη από τα προηγούμενα (ANOVA, p<0,05). Επιπλέον, η τιμή της σχετικής γονιμότητας ομάδας για τα μη ενυδατωμένα άτομα που παρουσίαζαν χάσμα εμφανιζόταν σε τιμές που συμφωνούν με προηγούμενες εκτιμήσεις, ενώ για τα άτομα που το χάσμα απουσίαζε εμφανίστηκε σχεδόν τριπλάσια τιμή (Πίνακας 3). Πίνακας 1: Τιμές RFAB για τα ενυδατωμένα και μη ωοκύτταρα και για παρουσία ή μη χάσματος μεγέθους. HYD Χάσμα μεγέθους RFAB (ωοκύτταρα/g) OXI OXI 168,4±0,7 NAI 51,5±0,6 NAI OXI 173,8±1,2 NAI 51.1±0,5 Στη συνέχεια, εξετάστηκε η μεταβολή της σχετικής γονιμότητας ομάδας κατά τη διάρκεια της ημέρας, με βάση την παρουσία ή μη του χάσματος μεγέθους (Εικόνα 13). Για τα άτομα που παρουσίαζαν χάσμα μεγέθους η RFAB δε διέφερε στατιστικά με την ώρα (GLM, p=0,130) ενώ για τα άτομα που το χάσμα μεγέθους απουσίαζε βρέθηκαν διαφορές για τις πρώτες ώρες πρωινές ώρες (01:00-02:00) και τις απογευματινές (18:00-19:00). Κατά συνέπεια, τα άτομα που χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της RFAB και απουσίαζε το χάσμα μεγέθους, προκάλεσαν υπερεκτίμησή της, ειδικότερα για τις πρωινές ώρες και απογευματινές ώρες (01:00 έως 08:00 και 18:00 έως 19:00 αντίστοιχα). 22

Εικόνα 13: Εξέλιξη τιμής RFΑΒ στη διάρκεια της ημέρας με βάση την παρουσία ή μη χάσματος μεγέθους. 23

4. Συζήτηση 4.1 Αλλομετρία γονιμότητας Στην παρούσα εργασία δεν εμφανίστηκε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ της γονιμότητας της προηγμένης ομάδας και του βάρους σώματος του ατόμου. Το γεγονός αυτό επέτρεψε τη χρήση της σχετικής γονιμότητας σε συγκρίσεις μεταξύ ατόμων διαφορετικού βάρους. Στη μελέτη των Watson et al., (1992) βρέθηκε σημαντική συσχέτιση μεταξύ της γονιμότητας της ομάδας ωοτοκίας και του βάρους σώματος, ωστόσο το στατιστικό σφάλμα στην αναφερόμενη μελέτη ήταν αρκετά μικρό και το δείγμα των δεδομένων ήταν αρκετό για να παραχθούν αποτελέσματα γονιμότητας ομάδας με επαρκή ακρίβεια. 4.2 Ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας Η πιθανότητα ύπαρξης χάσματος μεταξύ της ομάδας ωοτοκίας και των υπολοίπων ωοκυττάρων στα άτομα που βρίσκονται στο τελικό στάδιο της ωρίμασης, παρουσίασε μεταβολές με την ώρα της δειγματοληψίας. Το αποτέλεσμα αυτό επιβεβαιώνει το ότι η διαδικασία της ανάπτυξης και της αύξησης των ενυδατωμένων ωοκυττάρων είναι συγχρονισμένη μεταξύ των ατόμων του πληθυσμού και άρα εμφανίζεται ένα ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας. Η μελέτη του προτύπου ωοτοκίας και της ωρίμασης των ωοκυττάρων μέσα στην ωοθήκη είναι απαραίτητες για τον καθορισμό του ημερήσιου κλάσματος γεννητόρων που χρησιμοποιείται στη DEPM (Priede & Watson 1993). Μέχρι τώρα δεν υπήρχαν σαφή αποτελέσματα για το σκουμπρί του Ατλαντικού ενώ οι Priede & Watson (1993) σημειώνουν ότι γεννά κάθε μία μέρα με ασύγχρονη απόθεση των αυγών μέσα στη μέρα. Ωστόσο για τον ακριβή καθορισμό της ώρας ωοτοκίας κρίνεται απαραίτητη η περεταίρω διερεύνηση των δεδομένων και η συλλογή δειγμάτων που να καλύπτουν ολόκληρο το 24ωρο. 4.3 Γονιμότητα ομάδας Σε σύνδεση και με τα αποτελέσματα της προηγούμενης παραγράφου η σχετική γονιμότητα της προηγμένης ομάδας ωοκυττάρων στα άτομα που υπήρχε χάσμα μεγέθους παρουσίασε μεταβολές με την ώρα δειγματοληψίας και ήταν γενικά 24

υψηλότερη έως και 7 φορές (μεταξύ 1:00-02:00) σε σχέση με τα άτομα όπου δεν υπήρχε χάσμα μεγέθους. Αντίθετα, στα τελευταία άτομα η γονιμότητα της προηγμένης ομάδας ήταν ανεξάρτητη από την ώρα δειγματοληψίας. Για το λόγο αυτό, η γονιμότητα ομάδας για το ΒΑ απόθεμα του σκουμπριού του Ατλαντικού εκτιμήθηκε από τα ενυδατωμένα άτομα που έφεραν χάσμα μεγέθους. Η μέση γονιμότητα ομάδας υπολογίστηκε στα 51,1 ωοκύτταρα/g που είναι σε συμφωνία με προηγούμενες εκτιμήσεις της σχετικής γονιμότητας ομάδας με την μέθοδο των ενυδατωμένων ωοκυττάρων (41,33-55,49 ωοκύτταρα/g Watson et al. 1992, 37-58 ωοκύτταρα/g Priede & Watson 1995). Παραβλέποντας το κριτήριο της παρουσίας ή απουσίας χάσματος, η σχετική γονιμότητα ομάδας για τα ενυδατωμένα άτομα εμφανίζεται περισσότερο από τριπλάσια της προαναφερθείσας τιμής, γεγονός που υποδηλώνει ότι μπορεί να οδηγήσει σε υπερεκτίμηση του αποθέματος. Από τη διερεύνηση των συγγενικών ειδών σχετικά με τη γονιμότητα ομάδας προκύπτει ότι το Scomber japonicus Houttuyn, 1782 εμφανίζει τριπλάσια τιμή από αυτή του S. scombrus Linnaeus, 1758 με την ίδια μέθοδο εκτίμησης της γονιμότητας ομάδας δηλ. 168 ωοκύτταρα/g (Dickerson et al. 1982). Άλλες μελέτες για το απόθεμα του S. japonicus στις ακτές της Ιαπωνίας εκτιμούν τη γονιμότητα ομάδας στα 158 ωοκύτταρα/g (Yamadaa et al. 1998). Παρόμοια γονιμότητα ομάδας εμφανίζει και το Scomber australasicus Cuvier, 1832 σε ακτές της βόρειας Αυστραλίας (Rogers et al. 2009). Καθώς το σκουμπρί είναι ένα είδος μεγάλης γεωγραφικής εξάπλωσης, προηγούμενες μελέτες έχουν ήδη σημειώσει την επίδραση των αβιοτικών και βιοτικών παραμέτρων στην εκτίμηση της γονιμότητας (όπως η επίδραση της θερμοκρασίας και η δυνατότητα παροχής τροφής). Έχει ήδη αναφερθεί ότι για το σκουμπρί του Ατλαντικού έχουν σημειωθεί στατιστικά σημαντικές διαφορές στην εκτίμηση της γονιμότητάς του μεταξύ των επιμέρους τριών πληθυσμών (δυτικό, νότιο και της Βορείου θάλασσας) του ΒΑ αποθέματος του σκουμπριού του Ατλαντικού που μπορεί να οφειλόταν στις διαφοροποιήσεις των περιβαλλοντικών στοιχείων των τοπικών ενδιαιτημάτων και στην προσαρμογή του είδους στις εν λόγω συνθήκες (Priede & Watson 1993, Ganias 2013). Πέρα από τη διαφορετική γεωγραφική εξάπλωση των δύο ειδών, καθώς το S. japonicus εμφανίζεται στις δυτικές ακτές του Ατλαντικού, ένας από τους πιθανούς λόγους της διαφοροποίησης μπορεί οφείλεται και στο μέγεθος των αυγών καθώς το S. japonicus έχει κατά 0,2 mm μικρότερη διάμετρο. 25

Άλλες μέθοδοι εκτίμησης της γονιμότητας αφορούσαν το σύνολο των αυγών που παράγονται κάθε έτος. Η πρώτη μελέτη πραγματοποιήθηκε το 1977 τις ανατολικές ακτές με ολική γονιμότητα 1.98x10 15 ωοκύτταρα (Lockwood et al. 1981) ενώ για τις δυτικές ακτές και το ίδιο έτος, η γονιμότητα είχε εύρος από 285.000 ως 1.980.000 ωοκύτταρα (Morse 1980). Νεότερη μελέτη για τον πληθυσμό του σκουμπριού στην Αδριατική θάλασσα εκτίμησε την ολική γονιμότητα από 40.000 έως 190.000 ωοκύτταρα (Meneghesso et al. 2013). Μάλιστα η ίδια μελέτη σημείωσε πτώση στο μέγεθος των ατόμων που εκφορτώνονται καθώς και στον αριθμό των αναπαραγωγικών περιόδων που συμμετέχουν τα άτομα, εκτιμώντας φθίνουσα τάση στα χαρακτηριστικά του πληθυσμού, κάτι που έχει σημειωθεί και για το σκουμπρί του Β. Ατλαντικού (ICES, 2015). Αξίζει να σημειωθεί ότι το S. scomber και S. japonicus πέρα της γονιμότητας ομάδας εμφανίζουν μεταξύ τους διαφορετικά χαρακτηριστικά που επηρεάζουν το αναπαραγωγικό δυναμικό του πληθυσμού τόσο μεταξύ τους όσο και μεταξύ των πληθυσμών τους. Συγκεκριμένα, η περίοδος ωοτοκίας για το ΒΑ απόθεμα του σκουμπριού του Ατλαντικού είναι από τον Μάιο μέχρι και τις αρχές Ιουνίου ενώ το S. japonicus έχει μεγαλύτερη διάρκεια ωοτοκίας από το σκουμπρί του Ατλαντικού για τον πληθυσμό του Ειρηνικού (Techetach 2010) και μικρότερη για τις ακτές τις Ιαπωνίας (Shiraishi et al. 2009). Μικρή περίοδο ωοτοκίας εμφανίζει και το συγγενικό είδος Scomber colias Gmelin, 1789 σε διάφορες περιοχές του Ατλαντικού (Vasconcelos et al. 2012). Το σκουμπρί του Ατλαντικού έχει χαρακτηριστεί ως ένα από τα πιο σημαντικά πελαγικά αποθέματα του βορείου Ατλαντικού. Τα τελευταία χρόνια θεωρείται ότι παρουσιάζει ραγδαία αύξηση τόσο στην αφθονία όσο και στη διασπορά του, ωστόσο μελέτη για τα άτομα του αποθέματος του ΒΑ Ατλαντικού, εκτιμούν τη μείωση του ρυθμού αύξησης και του βάρους τους (Olafsdottir et al. 2015). Τα τελευταία έτη χρησιμοποιούνται και οι δύο μέθοδοι εκτίμησης γονιμότητας προσθέτοντας ένα πολύ μεγάλο οικονομικό κόστος στη διαχείριση του αποθέματος. Περισσότερες μελέτες για την αναπαραγωγή του είδους κρίνονται απαραίτητες με στόχο την κάλυψη όσο το δυνατόν μεγαλύτερης γεωγραφικής εξάπλωσης και εποχιακής κάλυψης αφού ήδη σημειώθηκε ότι είναι ένα είδος που επηρεάζεται από τις συνθήκες του ενδιαιτήματός του. Τέλος, μελέτες που να καλύπτουν όλες τις ώρες του 24ώρου αλλά και επιπλέον 26

αναλύσεις από την παρούσα εργασία κρίνονται απαραίτητες για τον καθορισμό του ημερήσιου προτύπου ωοτοκίας και της ώρας ωοτοκίας του πληθυσμού. Γενικά συμπεράσματα Η συγκεκριμένη μελέτη οδήγησε σε πολύ σημαντικά συμπεράσματα: Ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας: Παρουσιάζεται στα άτομα του ΒΑ αποθέματος του σκουμπριού του Ατλαντικού. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα να διευκολυνθεί η εφαρμογή της DEPM καθώς η ύπαρξη προτύπου είναι απαραίτητη στα εξής στάδια: o o α) τη χρονολόγηση των σταδίων των αυγών και β) τη χρονολόγηση των κενό ωοθυλάκιο (POFs) για τις εκτιμήσεις συχνότητας ωοτοκίας Γονιμότητα ομάδας: Από τα αποτελέσματα προέκυψε οτι η εκτίμησή της μπορεί να εφαρμοσθεί μόνο σε άτομα που υπάρχει χάσμα μεγέθους ανεξάρτητα από το εάν είχαν χαρακτηριστεί ενυδατωμένα ή όχι. Αυτό είναι πολύ σημαντικό καθώς η χρήση ενυδατωμένων θηλυκών χωρίς χάσμα μεγέθους μπορεί να οδηγήσει σε υπερεκτιμήσεις της γονιμότητας και κατά συνέπεια σε εσφαλμένες εκτιμήσεις της αναπαραγόμενης βιομάζας Τα αποτελέσματα αυτά θα αξιοποιηθούν άμεσα στη βελτίωση των εκτιμήσεων της αναπαραγόμενης βιομάζας του σκουμπριού του Ατλαντικού με τη μέθοδο DEPM. 27

5. Γλωσσάρι Ακαθόριστο πρότυπο γονιμότητας (indeterminate fecundity pattern) = η ωρίμαση ωοκυττάρων πρωτογενούς αύξησης πραγματοποιείται κατά τη διάρκεια της περιόδου ωοτοκίας και για αυτό το λόγο δεν μπορεί να καθοριστεί η γονιμότητα πριν την έναρξή της. Αναπαραγόμενη βιομάζα (Spawning Stock Biomass, SSB) = το συνολικό βάρος του των ατόμων ενός πληθυσμού που είναι σε ηλικία ίση ή μεγαλύτερη από την ηλικία 1ης αναπαραγωγικής ωρίμασης και άρα είναι σε θέση να συμμετέχουν στην αναπαραγωγική διαδικασία. Αναπαραγωγική περίοδος (reproductive period) = η περίοδος κατά την οποία πραγματοποιείται η γεννητική και η γεννοβολία των ατόμων ενός πληθυσμού. Ασύγχρονη ανάπτυξη ωοθήκης (asynchronous ovarian development) = όταν στην ωοθήκη παρατηρούνται ωοκύτταρα πολλών διαφορετικών ή όλων των αναπτυξιακών σταδίων, χωρίς κάποια χωρίς κάποιο από αυτά να υπερέχει αριθμητικά. Γονιμότητα ομάδας (batch fecundity) = ο συνολικός αριθμός των ωοκυττάρων που αποβάλλονται ανά γεγονός ωοτοκίας από ένα θηλυκό άτομο. Ετήσια γονιμότητα (annual fecundity) = ο συνολικός αριθμός των ωοκυττάρων που αποβάλλονται ανά έτος από ένα θηλυκό άτομο. Ημερήσιο πρότυπο ωοτοκίας (daily spawning pattern) = η συγχρονισμένη ανάπτυξη των διαφορετικών ομάδων ωοκυττάρων εντός της ωοθήκης και απόθεσή τους. 28

Καθορισμένο πρότυπο γονιμότητας (determinate fecundity pattern) = η ωρίμαση ωοκυττάρων πρωτογενούς αύξησης πραγματοποιείται πριν από τη διάρκεια της περιόδου ωοτοκίας και για αυτό το λόγο μπορεί να καθοριστεί η γονιμότητα πριν την έναρξή της. Κενό ωοθυλάκιο (Post Ovulatory Follicle, POFs) = η ιστολογική δομή που παραμένει στην ωοθήκη μετά την απόθεση ενός ενυδατωμένου ωοκυττάρου. Ολική γονιμότητα (total fecundity) = το σύνολο των ωοκυττάρων δευτερογενούς αύξησης ενός θηλυκού ατόμου, δηλαδή τα στάδια της εμφάνισης κυστιδίων, της εναπόθεσης λεκίθου, της μετανάστευσης του πυρήνα στο ζωικό πόλο και της ενυδάτωσης. Ομάδα ωοτοκίας (spawning batch) = η πιο προηγμένη ομάδα ωοκυττάρων (advanced batch) εντός της ωοθήκης ενός θηλυκού ατόμου, και η ομάδα ωοκυττάρων που πρόκειται να αποτεθεί στο επόμενο γεγονός ωοτοκίας. Περίοδος στρατολόγησης ωοκυττάρων (oocyte recruitment period) = η περίοδος κατά την οποία πρωτογενή ωοκύτταρα ωριμάζουν σε ωοκύτταρα δευτερογενούς αύξησης. Περίοδος ωοτοκίας (spawning period) = η περίοδος κατά την οποία τα θηλυκά άτομα ενός πληθυσμού αποθέτουν τα ωοκύτταρά τους. Πολλαπλός αποθέτης (multiple or batch spawner) = το είδος που αποθέτει τα ωοκύτταρά του σε διαδοχικά συμβάντα και όχι σε ένα μόνο συμβάν. Πρότυπο γονιμότητας (fecundity pattern) = η αναπαραγωγική στρατηγική που ακολουθεί ένα είδος ως προς την απόθεση των ωοκυττάρων του, η οποία καθορίζεται από το διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ της περιόδου στρατολόγησης των ωοκυττάρων και της περιόδου ωοτοκίας τους. 29

Σχετική γονιμότητα ομάδας (relative batch fecundity) = η γονιμότητα ομάδας ενός θηλυκού ατόμου προς το σωματικό του βάρος χωρίς το βάρος των γονάδων ή/και των σπλάχνων. 30

Βιβλιογραφία Balon, E.K. (Ed.), 1985. Early Life Histories of Fishes: New Developmental Ecological and Evolutionary Perspectives. Junk, Dordrecht, 280. Bartsch J & Coombs S. H., 2004. An individual-based model of the early life history of mackerel (Scomber scombrus) in the eastern North Atlantic, simulating transport, growth and mortality. Fish. Oceanography. 13 (6): 365-379. Collete B.B & Russo J.L. 1984. Morphology, systematics, and biology of the Spanish mackerels (Scomberomorus, Scombridae). Fishery Bulletin 82 (4), 545-692. Dickerson T.L., Beverly J. M., Hunter J.R. 1992. Spawning frequency and batch fecundity of S. japonicus. CalCOFl Rep., 33: 130-140. Ganias, K., 2013. Determining the indeterminate: Evolving concepts and methods on the assessment of the fecundity pattern of fishes. Fisheries Research 138: 23-30. Greer Walker, M., Witthames, P. R., Bautista de los Santos, I., 1994. Is the fecundity of the Atlantic mackerel (Scomber scombrus: Scombridae) determinate?. Sarsia, 79: 13-26. Hunter, J.R. & Macewicz, B.J., 1985a. Measurement of spawning frequency in multiple spawning fishes. In: Lasker, R. (ed.), An Egg Production Method for Estimating Spawning Biomass of Pelagic Fish: Application to the Northern anchovy, Engraulis mordax. NOAA Tech. Rep. NMFS 36: 79 94. Jansen T.& Gislason H. 2013. Population Structure of Atlantic Mackerel (Scomber scombrus). PLoS ONE, 8 (5), e64744. Jonhson P.O. 1977. A review of spawning of North Atlantic mackerel, Scomber scombrus L. Fish. Res. Tec. Rep. 37: 22. ICES 1990. Report of the Mackerel Working Group. ICES CM 19:109. ICES, 2008. Report of the Workshop on Sexual Maturity Staging of Mackerel and Horse Mackerel. ICES ACFM, 26: 52. ICES, 2015. Advice on fishing opportunities, catch, and effort. Advice Book 9: 1-13. ICES, 2016. Second Interim Report of the Working Group on Mackerel and Horse Mackerel Egg Surveys (WGMEGS), By correspondence. ICES CM SSGIEOM, 09: 16. ICES. 2016. WGMEGS Manual for the AEPM and DEPM estimation of fecundity in mackerel and horse mackerel. WGMEGS AEPM & DEPM. Series of ICES Survey Protocols, 5: 84. Lasker, R. (Ed.), 1985. An egg production method for estimating spawning biomass of pelagic fish: application to the northern anchovy, Engraulis mordax. U.S. Department of Commerce, NOAA Technical Report, NMFS 36: 99. 31

Langoy H., Nottestad L., Skaret G., Broms C., Ferno A. 2006. Feeding ecology of Atlantic mackerel (Scomber scombrus) in the Norwegian Sea. ICES CM, 12: 1-14. Lockwood. S.J. 1978. Mackerel: A problem in fish stock assessment. Laboratory Leaflet. MAFF. 44. 18 Lockwood. S.J. 1981. The estimation of a mackerel (Scomber scombrus L.) spawning stock size by plankton survey. Plankton Res. 3 (2): 217-233. Lowerre-Barbieri, S.K, Ganias, K., Murua, H., Saborido-Rey, F. & Hunter, J.R., 2011b. Reproductive timing in marine fishes: variability, temporal scales and methods. Mar. Coastal Fish. 3: 71-91. Meneghesso C., Riginella E., La MesaM., DonatoF., Mazzoldi C. 2013. Life-history traits and population decline of the Atlantic mackerel Scomber scombrus in the Adriatic Sea. Journal of Fish Biology, 83: 1249 1267. Morse W. Wallace, 1980. Spawning and Fecundity of Atlantic Mackerel, Scomber scombrus in the Middle Atlantic Bridge. Fishery Bulletin. 78: 103-108. Olafsdottir A.H., Slotte A., Jacobsen J.A, Oskarsson G.J., Utne K.R., Nottestad L. 2015.Changes in weight-at-length and size-at-age of mature Northeast Atlantic mackerel (Scomber scombrus) from 1984 to 2013: effects of mackerel stock size and herring (Clupea harengus) stock size. ICES Journal of Marine Sciences Olaso, I., Gutiérrez, J., Villamor, B., Carrera, P., Valdés, L., & Abaunza, P.,2005. Seasonal changes in the north-eastern Atlantic mackerel diet (Scomber scombrus) in the north of Spain (ICES Division VIIIc). Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, 85(2): 415-418. Rogers P. J., Ward T. M., McLeay L. J., Lowry M., Saunders R.J., Williams D.2009. Reproductive biology of blue mackerel, Scomber australasicus, off southern and eastern Australia: suitability of the Daily Egg Production Method for stock assessment. Marine and Freshwater Research, 60: 187 202. Sette O.E. 1943. Biology of the Atlantic mackerel (Scomber scombrus) of North America. Fishery Bull. 50: 149-237. Peterson T.W. & Ausubel J.S. 1984. Diets and selective feeding by larvae of Atlantic mackerel Scomber scombrus on zooplankton. Mar. ecology, 17: 65-75. Priede I.G., Raid T., Watson J.J. 1995. Deep-water spawning of Atlantic mackerel Scomber scombrus, west of Ireland. Mar. Biol., 75: 849-855. Priede I.G. & Watson J.J. 1993. An evaluation of the daily egg production method for estimating biomass of Atlantic mackerel (Scomber scombrus). Bulletin of Marine Sc. 53 (2): 891-911. Simmonds, E. J., Campbell, A., Skagen, D., Roel, B. A., and Kelly, C., 2011. Development of a stock recruit model for simulating stock dynamics for uncertain 32

situations: the example of Northeast Atlantic mackerel (Scomber scombrus). ICES Journal of Marine Science, 68: 848 859. Techetach M., Hernando-Casal A.J., Saoud Y., Benajiba M. H. Reproductive biology of chub mackerel Scomber japonicus in Larache area, Moroccan North Atlantic coast. Cybium 2010, 34(2): 159-165. Vasconcelos, J., M. Afonso-Dias & G. Faria 2012. Atlantic chub mackerel (Scomber colias) spawning season, size and age at first maturity in Madeira waters. Arquipelago. Life and Marine Sciences 29: 43-51. Wardle, C.S., and He, P. 1988. Burst swimming speeds of mackerel, Scomber scombrus L. Journal of Fish Biology 32: 471-478. Ware D.M.,1977. Spawning time and egg size of Atlantic mackerel, Scomber scombrus, in Relation to the Plakton. J. Fish. Res. Board Can. 34: 2308-2315. Watson J.J., Priede I.G, Witthameasn P.R., Owori-Wadune D.A. 1992. Batch fecundity of Atlantic mackerel, Scomber scombrus L. Journal of Fish Biology, 40: 591-598. Winemiller, K.O., 1989. Patterns of variation in life-history among south-american fishes in seasonal environments. Oecologia 81: 225 241. Yamadaa T., Aokia I., Mitani I. 1998. Spawning time, spawning frequency and fecundity of Japanese chub mackerel, Scomber japonicus in the waters around the Izu Islands, Japan. Fisheries Research 38: 83-89. 33

Παράρτημα Ι Μεθοδολογία δειγματοληψίας στο ερευνητικό σκάφος Η συλλογή των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε από τα στελέχη του ΙΕΟ τους μήνες Φεβρουάριο ως και Απρίλιο για τα έτη 2013 και 2016. Κατά τη διάρκεια της δειγματοληψίας επί του σκάφους, επιλέγονταν τυχαία ένα υποσύνολο 100 ατόμων τα οποία και ζυγίζονταν. Από το υποσύνολο πραγματοποιήθηκε μακροσκοπικός έλεγχος του σταδίου αναπαραγωγικής ωρίμασης με την κλίμακα Walsh (Πίνακας 1) και τα 30 πρώτα άτομα σταδίων 3 έως 6 επιλέγονταν για την εκτίμηση της γονιμότητας και της ατρησίας. Πίνακας 2: Πίνακας σταδίων ωρίμανσης γονάδων με βάση τη μακροσκοπική κλίμακα Walsh. Πηγή: ICES (2007). Κλίμακα Walsh Στάδιο ωρίμανσης Περιγραφή (μόνο για τα θηλυκά άτομα) 1 Ανώριμο Μικρές γονάδες με ροζ/ανοιχτό κόκκινο χρώμα και οβάλ σχήμα. 2 Ώριμο Οι γονάδες καλύπτουν το ¼ ως τα ¾ της κοιλιακής κοιλότητας. Αδιαφανή αυγά και αυγά χωρίς εμφανή σταγονίδια ελαίου δίνουν ροζ και κίτρινο χρώμα στις γονάδες.. 3 Ώριμο Οι γονάδες καλύπτουν από τα ¾ ως και σχεδόν όλη την κοιλιακή κοιλότητα. Έχουν κίτρινο και πορτοκαλί χρώμα και στα αυγά είναι εμφανή τα σταγονίδια ελαίου. 4 Σε ωοτοκία Οι γονάδες περιέχουν αυγά με εμφανή πλάκες λεκίθου. Το μέγεθος της γονάδας ποικίλει από ¼ ως και όλοι η κοιλιακή κοιλότητα. 5 Σε ωοτοκία Οι γονάδες κατέχουν τα ¾ ή μικρότερο από το ¼ της κοιλότητας με χρώμα συνήθως έντονο κόκκινο. 6 Σε απόθεση/ανασύνταξη Οι γονάδες είναι < από το ¼ της κοιλότητας με κόκκινο χρώμα, συνήθως θολές με μερικά αδιαφανή αυγά. Για το κάθε δείγμα μετρήθηκε το συνολικό μήκος (TL, mm) και το συνολικό βάρος (g), αναγνωρίστηκε το φύλο και το στάδιο ωρίμανσης (κλίμακα Walsh) ενώ συλλέχθηκαν και οι ωτόλιθοι για εκτίμηση της ηλικίας. Επιπλέον, αν ήταν εφικτό κατά τη διάρκεια 34

της δειγματοληψίας στο πλοίο γινόταν μέτρηση του βάρους της ωοθήκης και του βάρους του ψαριού χωρίς τις γονάδες. Σε αντίθετη περίπτωση η μέτρηση γινόταν στο εργαστήριο. Από την κάθε ωοθήκη συλλέχθηκαν 4 διαφορετικά υποδείγματα για την εκτίμηση της γονιμότητας ενώ ο ένας λοβός συντηρήθηκε ολόκληρος για περαιτέρω ιστολογική ανάλυση. Τα δείγματα για την εκτίμηση της γονιμότητας αφορούσαν 2 δείγματα των 25 ml για την εκτίμηση της ολικής γονιμότητας (total fecundity, Ft) και 2 δείγματα των 100 ml για την εκτίμηση της γονιμότητας ομάδας (Fb). Όλα τα δείγματα συντηρήθηκαν σε 3,6% διάλυμα φορμαλδεΰδης. Αμέσως μετά τη δειγματοληψία τα δείγματα στάλθηκαν για ανάλυση στο αντίστοιχο ερευνητικό κέντρο όπως είχε οριστεί πριν από τη δειγματοληψία. Τα δείγματα παρέμειναν σε διάλυμα φορμαλδεΰδης τουλάχιστον για 2 εβδομάδες πριν την περαιτέρω επεξεργασία τους. Παράρτημα ΙΙ Ιστολογική ανάλυση Η ιστολογική ανάλυση των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε από το προσωπικό του ΙΕΟ περίπου ένα μήνα μετά την ολοκλήρωση της δειγματοληψίας για τα έτη 2013 και 2016. Από τα δείγματα των λοβών πραγματοποιήθηκαν τομές πάχους 2-3 cm για την περαιτέρω ιστολογική τους ανάλυση. Η ιστολογική ανάλυση είναι καθοριστική στην εκτίμηση των αναπαραγωγικών σταδίων του κάθε ατόμου ειδικά στους πολλαπλούς αποθέτες όπως είναι το σκουμπρί του Ατλαντικού. Η κατανομή των σταδίων της ομάδας ωοτοκίας (advanced batch, ΑΒ) που προέκυψε από την ιστολογική ανάλυση του ΙΕΟ καθώς και η περιγραφή του κάθε σταδίου ωρίμανσης παρουσιάζεται στον Πίνακα 2. 35

Πίνακας 3: Ιστολογικά στάδια των ωοθηκών των ατόμων που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη. Αριθμός ατόμων Στάδιο Ωρίμανσης Περιγραφή 42 Μετανάστευση πυρήνα (ΜΝ) 50 Έναρξη Ενυδάτωσης (HYD + MN) 38 Ενυδάτωση (HYD) Τα σταγονίδια ελαίου αρχίζουν να συγκεντρώνονται στην μία πλευρά του πυρήνα ο οποίος αρχίζει και κινείται προς το ζωικό πόλο. Τα σταγονίδια ελαίου συντήκονται σε μεγαλύτερες σταγόνες. Παρουσία σταγονιδίων ελαίου σε κάποια ωοκύτταρα και έναρξη αποδιοργάνωσης της πυρηνικής μεμβράνης. Έντονη αύξηση του μεγέθους του ωοκυττάρου, αποδιοργάνωση της πυρηνικής μεμβράνης και συγχώνευση των σφαιριδίων λεκίθου προς σχηματισμό πλακιδίων λεκίθου. 36