Size at hatching determines population dynamics and response to harvesting in cannibalistic fish

We hypothesize that size at hatching strongly affects population dynamics of cannibalistic fish species and is a crucial determinant of how populations respond to selective removal of large individuals (harvesting). We use a mechanistic mathematical model to study the relation between hatching size and response to harvesting mortality, using Eurasian perch (Perca fluviatilis) as a model organism. We show how hatching size determines dynamics through its effect on the relative strength of cannibalistic mortality and resource competition as mechanisms of population regulation. In populations with intermediate and large hatching size, cannibalistic mortality is an important determinant of population dynamics, and harvesting destabilizes population dynamics. When hatching size is small, population stability is less sensitive to this type of harvesting. Populations hatching at small size are regulated by competition, and harvesting large individuals affects such populations less. Harvesting can also induce the growth of very large individuals, absent in unharvested populations. Our results show that harvesting in cannibalistic lake fish populations can strongly alter population dynamics in ways that can only be anticipated on the basis of mechanistic knowledge about how populations are regulated. Résumé : Nous avançons l’hypothèse selon laquelle la taille à l’éclosion affecte fortement la dynamique de population des espèces cannibales de poissons et qu’elle est un facteur déterminant essentiel de la réaction de la population au retrait sélectif (par récolte) des individus de grande taille. Nous utilisons un modèle mathématique mécaniste pour étudier la relation entre la taille à l’éclosion et la réaction à la mortalité due à la récolte chez la perche eurasienne (Perca fluviatilis) qui nous sert d’organisme modèle. Nous montrons comment la taille à l’éclosion détermine la dynamique à travers son effet sur la force relative de la mortalité due au cannibalisme et sur la compétition pour les ressources qui sont les mécanismes de régulation de la population. Chez les populations qui ont une taille moyenne ou grande à l’éclosion, la mortalité due au cannibalisme est un facteur déterminant important de la dynamique de population et la récolte déstabilise la dynamique de population. Lorsque la taille à l’éclosion est faible, la stabilité de la population est moins sensible à ce type de récolte. Les populations qui éclosent à une petite taille sont contrôlées par la compétition et la récolte de grands individus affecte moins de telles populations. La récolte peut aussi favoriser la croissance de très grands individus qui sont absents des populations non exploitées. Nos résultats montrent que la récolte faite dans des populations lacustres de poissons cannibales peut fortement modifier la dynamique de population dans des directions qui ne peuvent être prévues que d’après des connaissances mécanistes de la régulation des populations. [Traduit par la Rédaction]