In situ measurement of swimming performance of wild Atlantic salmon (Salmo salar) using radio transmitted electromyogram signals

Mesures in situ des performances de nage du saumon atlantique sauvage (Salmo salar) au moyen de signaux radio-transmis d'électromyogrammes

¹ Biotelemetry Research, Departement of Biology, University of Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Canada
² Norwegian Institute for Nature Research, Tungasletta 2, 7005 Trondheim, Norway
³ Lotek Engineering Inc., 115 Pony Drive, Newmarket, Ontario L3Y 7B5, Canada

Received: 2 July 1996
Accepted: 8 April 1997

Abstract

Swimming capabilities and in situ measurement of muscle activity from adult Atlantic salmon (Salmo salar) at two seasonal temperatures were measured using radio transmitted electromyogram (EMG) signals. Forced sustained levels of activity and critical swimming speeds were determined and correlated to radio transmitted EMG signals using a modified Blazka swim speed chamber. There were no differences in swimming performance levels between tagged and untagged individuals. At 18 °C, sustained activity and critical swimming speeds were approximately 70% and 20% higher than at 12 °C, respectively. No differences in burst activity were observed at these temperatures. EMGs recorded from salmon during ascent of an artificial flume at cold temperatures revealed that overall muscle activity is greater than that observed for critical swimming speeds. This implies that white muscle may be recruited at this temperature. However, in contrast, most activity at 18 °C is below that observed during critical swimming speed. Moreover, salmon required almost twice as long to traverse the flume at 18 °C than at 12 °C. Together, our data demonstrates that salmon may recruit white muscle fibres and incur an oxygen debt at colder temperature as a strategy for ascending velocity obstructions at a quicker rate.

Résumé

Les mesures de la capacité de nage et de l'activité musculaire in situ du saumon atlantique (Salmo salar) à deux températures différentes ont été effectuées au moyen de signaux radio-transmis d'électromyogrammes (EMG). Les niveaux d'activité soutenue et les vitesses de nage ont été déterminés et corrélés aux électromyogrammes en utilisant une chambre de nage de Blazka modifiée. Il n'y a pas de différence de performance de nage entre individus marqués ou non. A 18 °C, l'activité soutenue et les vitesses critiques de nage sont approximativement 70 et 20 % plus élevées qu'à 12 °C, respectivement. Aucune différence en activité intensive n'a été notée à ces températures. Les électromyogrammes enregistrés durant la formation d'un flux artificiel à basses températures révèlent que l'activité musculaire est plus importante que celle observée pour des vitesses critiques. Ceci implique que le muscle blanc pourrait être sollicité à cette température. En revanche, la majeure partie de l'activité à 18 °C est inférieure à celle observée durant une vitesse de nage critique. D'ailleurs, le saumon demande au moins 2 fois la longueur pour traverser le courant à 18 °C qu'à 12 °C. L'ensemble de nos données démontre que le saumon peut solliciter ses fibres de muscle blanc et subir un débit d'oxygène à des températures plus froides, comme stratégie pour lutter contre une vitesse croissante de façon plus efficace.