Darwinian fishery science: lessons from the Atlantic silverside (Menidia menidia)

The potential of fishing mortality to cause rapid evolutionary changes in life history has received relatively little attention. By focusing only on ecological responses, standard fisheries theory and practice implicitly assume either that genetic influences on life history in the wild are negligible or that natural selection and adaptation is a slow pro- cess that can be effectively ignored. Lack of contrary evidence has allowed these assumptions to persist. Drawing upon >25 years of research on the Atlantic silverside (Menidia menidia), we show that adaptive genetic variation in many traits is finely tuned to natural variation in climate. Much of this variation is caused by a gradient in size-selective winter mortality and involves two- to threefold changes in physiological traits that influence population productivity. Many other species are now known to display similar patterns. Harvest experiments show that these traits can evolve rapidly in response to size-selective fishing. Hence, the pool of genotypes that code for life history traits is a highly dynamic property of populations. We argue that the lessons from Menidia are applicable to many exploited species where similar observations would be difficult to obtain and advocate greater use of species models to address funda- mental questions in fishery science. Resume :On s'est peu interesse a la possibilite que la mortalite due a la peche puisse entrainer de rapides changements evolutifs dans le cycle biologique. En se concentrant seulement sur les effets ecologiques, la theorie et la pratique cou- rantes des peches presument implicitement ou bien que les influences genetiques sur le cycle biologique en nature sont negligeables ou alors que la selection naturelle et l'adaptation sont des processus lents qui peuvent en pratique etre ignores. Ces presuppositions ont pu se maintenir en l'absence de preuves contraires. En nous basant sur >25 ans de re- cherche sur la capucette, Menidia menidia, nous demontrons que la variation genetique adaptative de plusieurs caracte- ristiques est finement ajustee a la variation naturelle du climat. Une partie importante de cette variation est causee par un gradient de mortalite hivernale reliee a la taille et implique des changements de l'ordre de deux ou trois fois dans les caracteristiques physiologiques qui influencent la productivite de la population. Il est maintenant connu que plu- sieurs autres especes possedent des patterns semblables. Des recoltes experimentales montrent que ces caracteristiques peuvent evoluer rapidement en reaction a la peche selective en fonction de la taille. Le pool des genotypes qui sont responsables des caracteristiques du cycle biologique forme donc une propriete tres dynamique des populations. Nous croyons que les lecons apprises chez Menidia s'appliquent a de nombreuses especes exploitees chez lesquelles des ob- servations similaires seraient difficiles a faire et nous suggerons une utilisation plus grande en sciences halieutiques des modeles de population qui s'interessent aux questions fondamentales. (Traduit par la Redaction) Conover et al. 737