The influence of oceanic and lagoonal plume waters on otolith chemistry

To determine how ocean and lagoonal plume waters from within the same reef were reflected in the chemical composition of otoliths, we conducted an experiment over three consecutive summers where conditions of temperature and food were held constant. Presettlement Pomacentrus coelestis were held in replicate tanks of the two water masses for 9 days. The sagittae were then analyzed at high spatial resolution (5 μm × 50 μm × 4 μm) using laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry. Ba/Ca and Sr/Ca varied between water masses and the rank of these elemental ratios changed among years. Although the reason for this change in rank is not known, likely mechanisms include upwelling and (or) the episodic appearance of phytoplankton blooms inside the lagoon. This is the first demonstration that the elemental signatures of otoliths can vary significantly over small spatial scales in reef systems in the absence of confounding factors, thus complicating studies attempting to discriminate reef-based stocks or elucidate natal origins using otolith chemistry. Résumé : Afin de déterminer comment les eaux des panaches de l’océan et de la lagune dans un même récif se reflètent dans les composition des otolithes, nous avons procédé à une expérience dans des conditions constantes de température et d’alimentation au cours de trois étés consécutifs. Nous avons gardé des Pomacentrus coelestis dans un double jeu d’aquariums contenant chacun de l’eau de l’une des deux masses d’eau pendant 9 jours. Nous avons ensuite analysé les sagittas avec une forte résolution spatiale (5 μm × 50 μm × 4 μm) par ablation laser et un couplage de la spectrométrie de masse et de la spectrométrie d’émission à plasma par induction (spectrométrie LA–ICP–MS). Les rapports Ba/Ca et Sr/Ca différent entre les masses d’eau et le rang de ces rapports d’éléments change d’une année à l’autre. Bien que la cause de ce changement de rang reste inconnue, les mécanismes possibles incluent la présence de résurgences et (ou) d’effloresences de phytoplancton à l’intérieur de la lagune. C’est la première fois qu’on démontre que la signature des éléments dans les otolithes peut varier sur de petites échelles spatiales dans un système lagunaire en l’absence de facteurs confondants, ce qui complique les études qui cherchent, à l’aide de la chimie des otolithes, à distinguer les stocks associés aux divers récifs et à retrouver les origines de ces stocks. [Traduit par la Rédaction] Patterson et al. 904