Mass mortality of herring eggs on spawning beds on and near Fisherman's Bank, Gulf of St. Lawrence, Canada

Mortalité en masse d'œufs de hareng sur les zones de reproduction, proches et sur le banc de Fisherman, dans le golfe du Saint-Laurent, Canada

¹ Department of Fisheries and Oceans, Bedford Institute of Oceanography, PO Box 1006, Dartmouth, Nova Scotia B2 Y4 A2, Canada
² National Research Council, Atlantic Research Laboratory, 1441 Oxford Street, Halifax, Nova Scotia B3 H3 Z1, Canada

Received: 11 August 1988
Accepted: 10 February 1989

Abstract

During a SCUBA survey on herring spawning beds on and near Fisherman's Bank (NAFO Div. 4T) conducted in September 1985, divers observed a spawning bed with heavy egg depositions, which frequently reached thicknesses between 20 to 30 layers. Continuous egg carpets of this thickness extended over an area of approximately 200 × 500 m. Most of the egg mass on this spawning bed was in a state of deterioration, showing mass mortality and extended fungi coverage.

Egg samples taken from various layers showed that almost all eggs were fertilized. Live egg batches were incubated for further observation. Embryos were found to be in various developmental stages. The rate of development was obviously related to the position within the egg mass. Many embryos from the surface appeared to be normal. All eggs located below the second layer exhibited embryos with various malformations.

Egg samples did not show any evidence of the presence of Ichtyophonus, a known fungal disease in herring. None of the isolates obtained are known to be pathogenic to fish eggs. The observed mass mortality of herring eggs on the spawning bed was mainly caused by spontaneous intensive mass spawning leading to an unusually dense packing of the deposited eggs and therefore not permitting sufficient separation for water exchange and oxygen supply.

Environmental factors accompanying such spontaneous mass spawning are not well understood. Vertical temperature profiles from nearby locations showed sudden sub-surface temperature changes coinciding with the time of spawning. Meteorological conditions indicated wind-related water displacement near the spawning bed. While no drastic change in temperature was observed near the surface, changes of about 8 °C occurred in one day, at 20 m depth. These events may have triggered the mass spawning in a restricted area, later resulting in heavy mortalities when embryos reached advanced developmental stages requiring substantial oxygen supplies.

Résumé

Durant une campagne d'investigation SCUBA sur les zones de reproduction de hareng du banc de Fisherman et dans ses alentours (NAFO Div. 4T), conduite en septembre 1985, des plongeurs ont observé une zone de ponte avec d'importants dépôts d'œufs, qui fréquemment, atteignent des épaisseurs de 20 à 30 couches. Ce tapis continu d'œufs s'étendait sur une surface de 200 × 500 m environ. La plupart de ces masses d'œufs se trouvaient en mauvaises conditions, donnant des signes de mortalité importante et couvertes de champignons.

Des prélèvements d'œufs pris dans différentes couches montrèrent que presque tous les œufs étaient fécondés. Des lots d'œufs vivants furent mis en incubation pour des observations ultérieures. Différents stades de développement d'embryons ont été trouvés. Le niveau de développement était lié évidemment à l'emplacement dans la masse d'œufs. De nombreux embryons de la surface apparaissaient normaux. Tous les œufs situés sous la seconde couche comportaient diverses malformations.

La présence de Ichthyophonus, champignon connu du hareng, n'a pas été mise en évidence dans les prélèvements d'œufs. La mortalité importante observée sur ces œufs de hareng est due principalement à la ponte massive et intensive avec une accumulation inhabituelle de dépôts d'œufs ne permettant pas une séparation suffisante pour les échanges d'eau et les apports d'oxygène.

Les facteurs environnementaux accompagnant de telles pontes massives ne sont pas bien compris. Les profils verticaux de température montrèrent des changements soudains de température de surface lors de la période de reproduction. Des conditions météorologiques indiquèrent une relation avec la direction du vent près de la zone de ponte. Aucune variation de température n'a été observée près de la surface, à 20 m une variation de 8 °C a été signalée. Ces événements peuvent avoir déclenché la ponte massive sur une surface restreinte, ayant pour résultat de lourdes mortalités dès que les embryons atteignirent des stades avancés de développement qui nécessitent des apports substantiels d'oxygène.