Estructuración geográfica en poblaciones de trucha marrón (Salmo trutta L.) migratoria en ríos de la Patagonia Austral

Abstract

Los salmónidos conforman un grupo de gran importancia socioeconómica, con rango nativo en Eurasia pero que actualmente presenta una distribución cosmopolita. Esta familia incluye especies relevantes para el consumo y la pesca deportiva, por lo cual se han establecido pesquerías recreativas y sistemas de acuicultura que cumplen ambas funciones a lo largo de sus rangos nativos y exóticos. La trucha marrón Salmo trutta L. es uno de los peces naturalizados de mayor relevancia en Argentina, con pesquerías que han alcanzado reconocimiento mundial. La especie ha desarrollado poblaciones anádromas exitosas en la Patagonia Austral y actualmente ha colonizado todos los cuerpos de agua de Tierra del Fuego, el río Gallegos de Santa Cruz y, aparentemente, estaría colonizando el río Santa Cruz. Dados los impactos conocidos de la introducción de fauna exótica, que puede tener un efecto negativo sobre el ambiente y la fauna local, y la relevancia positiva de esta especie para el turismo y la economía en el país, es necesario desarrollar estudios que permitan su manejo efectivo. El objetivo general de esta Tesis fue caracterizar y comparar aspectos poblacionales, ecológicos y genéticos de la trucha marrón anádroma que habita en ríos Atlánticos de la Patagonia Austral: el río Gallegos (Santa Cruz) y los ríos Grande, Ewan, San Pablo e Irigoyen (Tierra del Fuego), proponiendo y adecuando herramientas estadísticas y de modelado para el análisis de estas poblaciones. Para abordar esta temática, primero se determinaron las edades de los juveniles, se estudiaron las poblaciones de trucha marrón anádroma en los cinco ríos en cuanto a su proporción de sexos y estructura de largo, peso y edad, y se comparó el crecimiento y la condición entre estas (Capítulo 2). Se observó que los individuos del río Gallegos presentaron mayores largos y pesos y una mejor condición que los de los ríos fueguinos, lo cual puede deberse a la mayor temperatura que presenta el río Gallegos, similar a la temperatura que genera la máxima tasa de crecimiento para la especie en su rango nativo, y a que su congelamiento está mucho más restringido. Dentro de los ríos fueguinos, Ewan y San Pablo mostraron mayores largos y pesos que los ríos Grande e Irigoyen, esto podría deberse a mecanismos denso-dependientes, puesto que, si bien solo se conoce el tamaño poblacional del Río Grande, se estima que las poblaciones de los ríos Grande e Irigoyen son bastante mayores y están menos explotadas que las de los ríos Ewan y San Pablo. Luego se analizaron los patrones de crecimiento de las poblaciones de truchas marrones anádromas adultas de los ríos Gallegos, Grande e Irigoyen, considerando la edad de esmoltificación, longevidad, períodos de residencia fluvial y marina, estructuras de largo y peso y condición física (Capítulo 3). Se encontraron diferencias significativas en la tasa de crecimiento del río Gallegos en relación con los ríos Grande e Irigoyen, los cuales no se diferenciaron entre sí. El largo de los individuos, al tener en cuenta la edad marina y el año de esmoltificación, también fue mayor para el río Gallegos. No se observaron diferencias en el peso de los individuos perteneciente a los tres ríos, lo cual reflejó una menor condición en la población del río Gallegos. Si bien una menor condición típicamente se asocia con un ambiente menos productivo, en este caso podría deberse a una mayor inversión en el crecimiento estructural (largo) a expensas de la acumulación de reservas (peso). Asimismo, los individuos del río Gallegos presentaron menor longevidad, lo cual es esperable y atribuible a su mayor tasa de crecimiento. Complementariamente, se analizaron la diversidad y estructura genética de las poblaciones de los ríos Gallegos, Grande e Irigoyen (Capítulo 4). Mediante la determinación de los tamaños poblacionales efectivos, se observó que las poblaciones de los ríos Gallegos y Grande son mayores a la del Irigoyen. Se descartó la ocurrencia de cuellos de botella asociados al establecimiento de esta especie y se determinó el grado de conectividad entre cuencas. Sobre la variabilidad genética, las poblaciones patagónicas presentaron un nivel de variación equivalente al reportado para la especie en su rango nativo, mostrando que se encuentran en buena condición y con capacidad para adaptarse a fluctuaciones ambientales. También se observó un mayor flujo génico entre las poblaciones de los ríos Grande e Irigoyen, evidenciando dos unidades biológicas, conformadas una por el río Gallegos y la otra por los ríos fueguinos. Asimismo, se observó una alta tasa de migración entre cuencas, donde el río Irigoyen fue el mayor emisor de individuos. Los peces podrían estar migrando a ríos más grandes en busca de una mejor alimentación para los juveniles y mayores áreas de desove. Conjuntamente, la gran mayoría de las migraciones ocurrieron en sentido sur a norte, lo cual sería también promovido por las corrientes oceánicas predominantes en el área. Finalmente, al estudiar la migración reproductiva de los adultos anádromos en los ríos Grande e Irigoyen (Capítulo 5), se observó que la entrada de peces al río ocurre en dos picos relacionados con la estructura de largos y pesos, con individuos de mayor tamaño ingresado más temprano en la temporada, mientras que peces de menor tamaño ingresan más tarde, con una proporción mayor de individuos inmaduros que posiblemente ingresen al río a pasar el invierno en la parte baja de las cuencas. Igualmente, se observó una fuerte influencia del ciclo mareal de sizigia y cuadratura en el ingreso de peces al río, con los mayores ingresos asociados con las mayores amplitudes de la marea. El mayor crecimiento y largo a la edad de los adultos anádromos del río Gallegos permite contemplar la posibilidad de que su pesquería recreativa tenga el mismo atractivo turístico y pesquero que las de los ríos Grande e Irigoyen. Sin embargo, una mayor tasa de crecimiento durante la etapa juvenil no es siempre la característica más deseada en pesquerías recreativas de salmónidos, debido a que están también asociadas a una menor esperanza de vida, a un menor éxito reproductivo y una menor proporción de anadromía por residualismo, en poblaciones parcialmente migratorias. En un contexto de calentamiento global, es posible que la frontera de la anadromía en Patagonia se desplace hacia al sur, lo que podría provocar que en la población del río Gallegos progresivamente se produzca una menor proporción de individuos anádromos. Los resultados presentados en esta Tesis, brindan información valiosa sobre la dinámica poblacional, características genéticas y factores ecológicos que influyen en la trucha marrón anádroma en la región de la Patagonia Austral, a la vez que brindan herramientas e información para un manejo efectivo de estas poblaciones y para regular el impacto de las mismas sobre las comunidades nativas.

Salmonids represent a socioeconomically important group, with a native range in Eurasia but now found worldwide. This family includes species that are relevant for consumption and sport fishing. Consequently, recreational fisheries and aquaculture systems that fulfill both functions have been established throughout their native and exotic ranges. Among these, the brown trout (Salmo trutta L.) holds particular significance in Argentina, where southern fisheries have gained global renown. The species has successfully established anadromous populations in Southern Patagonia and has now colonized all Atlantic basins on Tierra del Fuego. Given the known impacts of exotic species introductions fauna and the significance of this species for tourism and the economy of the country, it is imperative to develop studies to facilitate its effective management. The aim of this Thesis was to characterize and compare ecological and genetic attributes of anadromous brown trout populations inhabiting Atlantic rivers of Southern Patagonia: Gallegos River (Santa Cruz) and Grande, Ewan, San Pablo and Irigoyen rivers (Tierra del Fuego), fitting and applying statistical and modeling tools for the analysis of these populations. To address this issue, juveniles from the five rivers were aged and their populations were studied in terms of sex ratio, length, weight, and age structure, comparing growth and condition among the different populations (Chapter 2). It was observed that individuals from the Gallegos River had greater lengths and weights and were in better condition than those from the Tierra del Fuego rivers, which may be due to the higher temperature of the Gallegos River, which matches the temperature that results in maximum growth rate of the species in its native range, and because the freezing of river water is much more limited there. Within the Fuegian rivers, individuals from the Ewan and San Pablo had greater lengths and weights than those from the Grande and Irigoyen rivers, which could be due to density-dependent mechanisms, since although only the population size of the Grande River is known, it is estimated that the populations of the Grande and Irigoyen rivers are much larger and less exploited than those of the Ewan and San Pablo rivers. Growth patterns of adult anadromous brown trout populations in the Gallegos, Grande and Irigoyen rivers were analyzed, considering smolting year, life span, freshwater and marine residence, length and weight structures, and body condition (Chapter 3). Significant differences were found in the growth rate of the Gallegos River compared to the Grande and Irigoyen rivers, which did not differ from each other. The length of the individuals, when considering marine age and smolting year, were also greater for the Gallegos River. No differences were observed in the weight of the individuals from the three rivers, revealing a lower condition in the Gallegos River population. Although a lower condition typically indicates a less productive environment, it could also be attributed to a higher metabolism at greater temperatures or a greater investment into structural growth (length) rather than reserve components (weight). In addition, individuals from the Gallegos River showed a lower life span, which is expected due to their higher growth. The genetic structure and diversity of the Gallegos, Grande and Irigoyen populations were further analyzed in Chapter 4. Effective population sizes were determined, revealing that the populations of the Gallegos and Grande rivers are larger than those of the Irigoyen. Bottlenecks related to the species’ establishment were ruled out, and the level of connectivity between basins was assessed. Regarding genetic variability, the Patagonian populations presented a level of variation comparable to that reported for the species in its native range, indicating that they are in good condition and have the capacity to adapt to environmental fluctuations. Additionally, a higher gene flow was observed between the populations of the Grande and Irigoyen rivers in Tierra del Fuego, forming two biological units distinct from the Gallegos River. A high migration rate was detected between basins, with the Irigoyen River serving as the main source of individuals. Individuals may be migrating to larger rivers of the north in search of better feeding and growth conditions for juveniles and larger spawning areas. Overall, the majority of migrations occurred in a south-north direction, influenced by the predominant ocean currents in the region. Finally, in the investigation of the reproductive upstream migration of anadromous adults in the Grande and Irigoyen rivers (Chapter 5), it was observed that river entry occurs in two peaks correlated to length and weight structure. Larger individuals tend to enter earlier in the season, while smaller fish enter later, potentially including immature individuals seeking winter refuge in the lower basin areas. An influence of the spring-neap tidal cycle on river entry was observed, driven by the rising tidal amplitude. The greater growth and length at age of anadromous adults observed in the Gallegos River suggests that its recreational fishery could match the same tourist and fishing appeal of those of the Grande and Irigoyen rivers. However, higher growth rates may not always be the most desirable trait in recreational salmonid fisheries, as it can be associated with shorter life spans, lower reproductive success, and a lower proportion of anadromy in partially migratory populations. Furthermore, a potential shift of the anadromy boundary southward in Patagonia due to global warming, may induce the Gallegos River population to progressively produce fewer anadromous individuals. The findings presented in this Thesis offer valuable insights into the population dynamics, genetic characteristics, and ecological factors influencing sea trout populations in the Southern Patagonia. Additionally, they provide tools and information for effectively managing these populations and mitigating their impact on native communities.