Inter-annual and inter-specific differences in the drift of fish eggs and yolksac larvae in the North Sea: A biophysical modeling approach

We employed 3-D biophysical modeling and dispersion kernel analysis to explore inter-annual and inter-specific differences in the drift trajectories of eggs and yolksac larvae of plaice (Pleuronectes platessa), Atlantic cod (Gadus morhua), sprat (Sprattus sprattus) and horse mackerel (Trachurus trachurus) in the North Sea. In this region, these four species exhibit peak spawning during the boreal winter, late winter/early spring, late spring/early summer, and mid-summer respectively, but utilize the same spawning locations (our simulations included Dogger Bank, Southern Bight and the German Bight). Inter-annual differences in the temperature history, and an increase in the area of dispersion and final distribution at the end of the yolksac phase were more pronounced (and related to the North Atlantic Oscillation) for winter- and early spring-spawners compared to late spring/summer spawners. The progeny of the latter experienced the largest (up to 10-fold) inter-annual differences in drift distances, although absolute drift distances were modest (~2 to 30 km) when compared to those of the former (~ 20 to 130 km). Our results highlight the complex interplay that exists between the specific life history strategies of the different species and the impacts of the variability in (climate-driven) physical factors during the earliest life stages of marine fish. Resumen: Diferencias interanuales e interespecificas en la deriva de huevos y larvas lecitotroficas en el mar Norte: Aproximacion a traves un modelo biofisico. – En este trabajo utilizamos un modelo 3-D fisico-biologico y un analisis de dispersion del nucleo para investigar las diferencias interespecificas e interanuales en las trayectorias de la deriva de huevos y larvas lecitotroficas de la solla (Pleuronectes platessa), el bacalao Atlantico (Gadus morhua), el espadin (Sprattus sprattus) y el jurel (Trachurus trachurus) en el Mar del Norte. En esta region, las especies estudiadas muestran distintos picos de distintos desoves en el tiempo: invierno boreal, invierno tardio/primavera temprana, primavera tardia/verano temprano y mitad del verano, respectivamente, aunque comparten las mismas zonas de desove. Las simulaciones efectuadas corresponden a tres de estas zonas: Dogger Bank, Southern Bight y German Bight. Los resultados mostraron diferencias interanuales en la temperatura experimentada por las larvas, en el area de dispersion y en el patron de distribucion al final del estadio lecitotrofico, que fueron mas evidentes en el bacalao Atlantico, en comparacion con el espadin. Asi mismo, estos factores estuvieron correlacionados con la Oscilacion del Atlantico Norte. La progenie del espadin, ademas, mostro la mayor variacion interanual en la distancia de dispersion, siendo hasta 10 veces mayor, aunque la distancia absoluta alcanzada fue relativamente modesta (~2-30 km) en comparacion con la observada para el bacalao Atlantico (~20-130 km). Nuestros resultados subrayan la compleja interaccion que existe, durante los estadios tempranos del desarrollo de peces marinos, entre las estrategias ecologicas