Does depth become a permissive factor for reproductive habitat selection in the reef-associate damselfish Chrysiptera cyanea?

Fukuoka T., Imamura S., Takeuchi Y., Badruzzaman M., Hur S.‑P., Bouchekioua S., Takemura A.

Date de parution: décembre 2017
Volume: 41
Number: 4
Pagination: 343-350
Notes:

Corresponding author: Akihiro Takemura, takemura@sci.u-ryukyu.ac.jp
Department of Chemistry, Biology and Marine Science, Faculty of Science, University of the Ryukyus, 1 Senbaru, Nishihara, Okinawa 903-0213, Japan

Résumé

The sapphire devil Chrysiptera cyanea (Quoy & Gaimard, 1825) is a reef-associated damselfish. Because this species exhibits repeated active reproduction in shallow seas during the spawning season, it is hypothesized that there is a preferred depth for successful reproduction. The aim of this study was to clarify whether the reproductive activity of the sapphire devil is influenced by habitat depth. In a field survey, many individuals could be seen in shallow areas (0-1.5 m), but few in deeper areas (> 3.1 m). Based on this observation, mesh cages containing one male and eight females were set at the surface (0 m; surface group) and the bottom (3 m; bottom group) of coral reefs during the spawning season and ovarian development in the two groups was compared. At the start of this experiment, all fish had a high gonadosomatic index (GSI) (6.33 ± 0.55) and ovaries with many vitellogenic oocytes at the tertiary yolk stage. Fish in the surface group maintained a high GSI (4.46 ± 0.83; 6.13 ± 0.91) and well-developed oocytes laden with yolk during the experimental period. Conversely, the GSI of the bottom group statistically decreased (1.73 ± 0.67; p = 0.0018) beginning three weeks after initiation of the experiment. In the bottom group, the number of vitellogenic oocytes in ovaries decreased gradually and, consequently, ovaries were occupied by immature oocytes at the perinucleolus stage. These results suggest that depth has an impact on ovarian development in the sapphire devil. Measurement of levels of dopamine (DA), its metabolite 3,4-dihydroxyphenylacetic acid (DOPAC), and DA metabolic rate (DOPAC/DA) in the brain using high-performance liquid chromatography (HPLC) together with an electrochemical detection system indicated that DA levels increased (p = 0.046) and the metabolic rate of DA (DOPAC/DA) decreased (p = 0.0036) in the bottom group. These findings suggest that the combination of light wavelength and hydrostatic pressure impacts the regulation of reproduction in fish inhabiting shallow waters.

Mots-clés: Chrysiptera cyanea - Coral reef - Damselfish - Dopamine - Hydrostatic pressure - Pomacentridae - Reproduction
Résumé en français

La profondeur de l’eau est-elle un facteur permissif pour la sélection de l’habitat de reproduction chez un poisson corallien, la demoiselle bleue, Chrysiptera cyanea ?

La demoiselle bleue ou diable bleu, Chrysiptera cyanea (Quoy & Gaimard, 1825), est un poisson qui s’installe et vit dans les récifs coralliens. Cette espèce présentant une reproduction active répétée dans les eaux peu profondes pendant la saison du frai, on suppose qu’il existe une profondeur adéquate pour optimiser la reproduction. Le but de cette étude est de préciser si l’activité reproductrice du diable bleu est influencée par la profondeur de l’habitat. Lors d’une étude sur le terrain, plusieurs individus ont été aperçus dans les zones peu profondes (de 0 à 1,5 m), mais très peu dans les zones plus profondes (> 3,1 m). Partant de cette observation, des cages en filet contenant un mâle et huit femelles ont été placées à la surface (0 m ; groupe Surface) et au fond (3 m ; groupe Fond) des récifs coralliens pendant la saison du frai et le développement ovarien des poissons a été analysé afin de comparer les deux groupes. Au début de cette étude, tous les poissons avaient un indice gonadosomatique (GSI) (6,33 ± 0,55) élevé et les ovaires contenaient beaucoup d’ovocytes au stade du follicule tertiaire. Les poissons du groupe Surface ont maintenu un GSI (4,46 ± 0,83 ; 6,13 ± 0,91) élevé et présentaient des ovocytes bien développés riches en vitellus durant la période d’essai de trois semaines (1,73 ± 0,67 ; p = 0,0018). À l’inverse, le GSI des individus du groupe Fond a diminué à compter du 12e jour après le début de l’expérience. Dans le groupe Fond, le nombre d’ovocytes présents dans les ovaires a diminué progressivement jusqu’à ce que les ovaires soient remplis d’ovocytes immatures au stade périnucléaire. Ces résultats suggèrent que la profondeur de l’habitat a un impact sur le développement ovarien chez le diable bleu. La mesure des niveaux de dopamine (DA), son métabolite 3,4-acide dihydroxyphénylacétique (DOPAC), et du taux métabolique de la dopamine (DOPAC/DA) dans le cerveau par chromatographie liquide à haute performance (HPLC) associé à un système de détection électrochimique a indiqué que les taux de DA (p = 0,046) et de DOPAC/DA (p = 0,0036) ont augmenté pour les individus du groupe Fond. Ces résultats suggèrent que la combinaison de la longueur d’onde de la lumière et de la pression hydrostatique a un effet sur la régulation de la reproduction chez les poissons habitant les eaux peu profondes.

PDF visible uniquement pour les abonnés Cybium