Evolutionary individual-based model for the recruitment of anchovy (Engraulis capensis) in the southern Benguela

Evolutionary simulations are developed to explore environmental constraints that select observed spatial and temporal spawning patterns for anchovy (Engraulis capensis) in the southern Benguela. They couple a realistic three- dimensional hydrodynamic model with an individual-based model in which an evolutionary-based reproductive strategy for adult fish and a passive transport for early life stages are implemented. The evolutionary success of spawning is quantified when patterns at the population level emerge after many generations from constraints at the individual level through a selective process. As a result, several self-sustaining populations are identified considering different sets of selective constraints. Simulated spawning patterns better match the observed mean spawning pattern when two selective environmental constraints are associated: a threshold temperature of 14°C, above which the development of early life stages is ensured, and the avoidance of offshore currents that constitute a loss of spawning products. Simulated recruit- ment patterns are more realistic when considering the constraint of reaching the nursery area. This modeling experience can help to identify, temporally and spatially, environmental factors important for fish recruitment and to establish a hi- erarchy of these factors. The probable coexistence in nature of several self-sustaining populations of pelagic fishes is shown to be important for recruitment studies. Resume : Nous avons mis au point des simulations evolutives pour etudier les contraintes environnementales qui agis- sent sur la selection des comportements de ponte que l'on observe chez l'anchois (Engraulis capensis) dans le sud Benguela. Les simulations associent un modele hydrodynamique 3-D avec un modele centre sur l'individu; elles repre- sentent les effets evolutifs du couplage entre la strategie de reproduction des adultes et le transport passif lors des jeu- nes stades (oeufs et larves). Nous nous interessons a l'apparition au niveau de la population de patterns spatio- temporels de ponte causes par un processus de selection dans lequel des contraintes s'exercent au niveau individuel pendant plusieurs generations. Plusieurs populations autosuffisantes, correspondant a ces patterns, peuvent etre identi - fiees et associees a differentes series de contraintes evolutives. Les patterns de ponte simules s'accordent mieux avec le pattern de ponte observe lorsque deux contraintes selectives de l'environnement sont associees: un seuil de temperature de 14°C et l'evitement des courants au large. Les patterns de recrutement simules sont plus realistes si on tient compte de la necessite d'atteindre la zone de nourricerie. Une telle experience de modelisation aide a identifier dans le temps et l'espace les facteurs environnementaux les plus importants pour le recrutement et a les hierarchiser. Il nous apparait alors que la coexistence probable en nature de plusieurs populations autosuffisantes de poissons pelagiques est un fac - teur important a considerer dans les etudes sur le recrutement.