A quantitative analysis of the phytoplankton of the Gulf of Panama: I. Results of the regional phytoplankton surveys during July and November 1957 and March 1958

ENGLISH: 1. Quantitative phytoplankton samples were collected by the Inter-American Tropical Tuna Commission at the surface and ten meters in the Gulf of Panama, as follows: a) 18-21 March, 1958 (31 stations)-during the height of the upwelling season, b) 10-12 July, 1957 (10 stations)-during the transition to the rainy season at a time when mild upwelling winds reappear, c) 7-8 November, 1957 (15 stations)-during the height of the rainy season. 2. Maximum phytoplankton populations occurred during the upwelling season, followed by a considerable decline during July, and a further Subsidence during November. 3. A remarkable regional uniformity in species composition was observed during the surveys despite regional differences in growth conditions. Diatoms overwhelmingly dominated the communities. 4. During all surveys, the innermost regions, generally north of 8°30'N, were the most productive. The least productive areas were in the offing of San Miguel Bay and Parita Bay, suggesting that nutrient accretion via runoff is inadequate to sustain sizeable autotrophic plant populations in those regions. 5. During all surveys, phytoplankton growth appeared to be limited by nutrient availability. 6. During all surveys, phytoplankton growth appeared to be related to depth of the water column. 7. Although below average rainfall contributed to unusually favorable growth conditions (reduced stability, increased transparency and, presumably, nutrient reserves) during the November survey relative to November 1955 and 1956 at 8°45'N, 79°23'W, the anticipated heightened phytoplankton response was not observed. 8. During the November survey, the local diatom responses and their regional fluctuations could be satisfactorily related to the accompanying surface salinity conditions. However, this correspondence is undoubtedly attributable to factors associated with the observed salinity levels, probably nutrients, rather than salinity directly. 9. Unusually warm conditions occurred during the March survey, attributable to considerably weaker upwelling winds than normally occurring then, which contributed to a considerably lower standing crop and a retardation in succession of three to five weeks relative to that observed during 1955-1957 at 8°45'N, 79°23'W in the Gulf of Panama. 10. During the March survey, a well defined inverse relationship existed between mean temperature and mean diatom abundance in the upper ten meters, and between transparency and mean diatom abundance. A direct relationship occurred between surface salinity and mean diatom abundance in the upper ten meters. These relationships are interpreted to indicate that diatom abundance primarily reflected the nutrient concentrations associated with a given upwelling intensity, rather than describing casual relationships. 11. The survey results indicate that the phytoplankton dynamics observed at 8°45'N, 79°23'W from November, 1954 through May, 1957 are generally representative of the Gulf of Panama. 12. The following new forms, to be described in a later publication, were observed during the surveys: Actinoptychus undulatus f. catenata n.f., Asterionella japonica f. tropicum n.f., Leptocylindrus maximus n. sp., Skeletonema costatum f. tropicum n.f. SPANISH: 1. La Comisión Interamericana del Atun Tropical recolectó en el Golfo de Panama muestras cuantitativas de fitoplancton en la superficie y a los diez metros, como sigue: a) Del 18 al 21 de marzo de 1958 (31 estaciones)-durante el maximum de la estación de afloramiento. b) Del 10 al 12 de julio de 1957 (10 estaciones)-durante la epóca de transición a la estación lluviosa cuando reaparecen los vientos ligeros que causan el afloramiento. c) Del 7 al 8 de noviembre de 1957 (15 estaciones)-durante el maximum de la estación lluviosa. 2. Las poblaciones maximas de fitoplancton aparecieron durante la estación de afloramiento, seguido por una considerable disminución durante el mes de julio y una calma durante noviembre. 3. Durante la investigación se observó una remarcable uniformidad regional en la composición de las especies a pesar de las diferencias regionales en las condiciones de crecimiento. Las diatomeas predominaban en gran numero en las comunidades. 4. Durante todas las investigaciones, las regiones mas cerca de la costa, generalmente al norte de los 8°30'N, eran las mas productivas. Las areas menos productivas fueron las mar afuera de las Bahias de San Miguel y Parita, lo que sugiere que el aumento en las sales nutritivas causado por las escorrentias es inadecuado para sostener poblaciones grandes de plantas autotróficas en estas regiones. 5. Durante todas las investigaciones, el crecimiento del fitoplancton parecio estar limitado por la disponibilidad de las. sales nutritivas. 6. Durante todas las investigaciones el crecimiento del fitoplancton parecio estar relacionado con la profundidad de la columna de agua. 7. Aunque las precipitacion por debajo del promedio normal contribuyo a condiciones desusadamente favorables de crecimiento (estabilidad reducida, aumento de la transparencia y, presumiblemente, de la reserva de sales nutritivas) durante la investigación de noviembre en relación a noviembre de 1955 y de 1956 en los 8°45'N, 79°23'W, no se observo-la alta reacción de fitoplancton que se esperaba. 8. Durante la investigación de noviembre, las reacciones locales de las diatomeas y sus fluctuaciones regionales pudieron relacionarse en forma satisfactoria con condiciones asociadas con la salinidad de la superficie. Sin embargo, esta correspondencia puede atribuirse sin duda a factores asociados con los niveles observados de salinidad, probablemente con las sales nutritivas, en lugar de directamente con la salinidad. 9. Condiciones calurosas no comunes ocurrieron durante la investigación de marzo, las que pueden atribuirse a que los vientos que ocasionan el afloramiento fueran mas debiles que los normales, lo que contribuyó a que la cosecha estable fuera considerablemente mas baja y a la demora de tres a cinco semanas en la sucecion relativa a la que se observó durante 1955-1957 en los 8°45'N, 8°23'W, en el Golfo de Panama. 10. Durante la investigación de marzo, existió una relación inversa bien definida entre la temperatura y la abundancia media de las diatomeas en los diez metros superiores, y entre la transparencia y la abundancia media de las diatomeas. Una relación directa ocurrio entre la salinidad de superficie y la abundancia media de las diatomeas en los diez metros superiores. Estas relaciones se interpretan como indicadoras de que la abundancia de diatomeas refleja primeramente las concentraciones de las sales nutritivas asociadas con una intensidad de afloramiento dada, en lugar de describir relaciones causales. 11. Los resultados de la investigacion indican que la dinamica del fitoplancton observada en los 8°45'N, 79°23'W, desde noviembre de 1954 a mayo de 1957, es generalmente representativa del Golfo de Panama. 12. Durante las investigaciones se observaron las siguientes formas nuevas, las que seran descritas en una publicación posterior: Actinoptychus undulatus f. catenata n.f., Asterionella japonica f. tropicum n.f., Leptocylindrus maximus n. sp., Skeletonema costatum f. tropicum n.f.

Some factors affecting the distribution and apparent abundance of yellowfin and skipjack tuna in the Eastern Pacific Ocean

ENGLISH: Since 1951, the Inter-American Tropical Tuna Commission has been investigating the biology, ecology and population dynamics of the yellowfin tuna, Thunnus albacares, and the skipjack tuna, Katsuwonus pelamis, in the Eastern Pacific Ocean. Of particular importance has been the study of the effects of fishing and of fishery-independent factors on the abundance and distribution of these tunas. For yellowfin tuna there is, on the average, an inverse relationship between total fishing effort and apparent abundance (Schaefer, 1957a). For skipjack there is no evidence to suggest that fishing effort has ever been sufficiently intense to affect measurably the abundance (Schaefer, 1961). Rather, it appears that the year-to-year fluctuations in apparent abundance are independent of the activities of the fishing fleets. SPANISH: Desde 1951 la Comisión Interamericana del Atún Tropical se ha dedicado a la investigación de la biología, ecología y la dinámica de las poblaciones del atún aleta amarilla, Thunnus albacares, y del barrilete, Katsuwonus pelamis, en el Océano Pacífico del Este. De importancia especial ha sido el estudio de los efectos de la pesca y de los factores independientes de las pesquerías sobre la abundancia y la distribución de esos atunes. En cuanto al atún aleta amarilla, existe, en promedio, una relación inversa entre el esfuerzo total de pesca y la abundancia aparente (Schaefer, 1957a) . Con respecto al barrilete, no hay evidencia que haga pensar que el esfuerzo de pesca haya sido nunca lo suficientemente intenso como para afectar sensiblemente la abundancia (Schaefer, 1961). Más bien parece que las fluctuaciones de un año a otro en su abundancia aparente, son independientes de las actividades de las flotas pesqueras.

Growth of yellowfin tuna, Thunnus albacares, in the Eastern Pacific Ocean based on otolith increments

ENGLISH: The growth of yellowfin tuna in the eastern Pacific is described in terms of several measurements taken from the fish and their otoliths (sagittae). Equations are also developed to predict age from the readily available dimensions of fork length and head length. The data for all of these relationships were obtained from a sample of 196 fish collected during 1977 through 1979 from purse seiners fishing north of the equator and east of 137°W. The fork-length range of the sample was 30-170 cm. The number of increments on a sagitta of each fish was used as a direct estimate of its age in days. The correspondence between increments and days has been validated for yellowfin in the length range of 40-110 cm. Circumstantial evidence indicates that the relationship also applies in the intervals of 0-40 cm and 110-170 cm. This circumstancial evidence was derived from: 1) literature on validated increments during early growth for other species, 2) knowledge that structures assumed to be daily increments on yellowfin otoliths have subsequently been validated in the corresponding zone on bluefin otoliths, and 3) a comparison of the growth curve based on increments to others obtained from length frequency modal analysis. Based on this information the age estimates over the entire size range of sampled fish are believed to be accurate. In addition to the general growth and age-predictive relationships, the major conclusions of the study are that: 1) Sexually dimorphic growth exists in terms of fork length, fish weight and the length of the otolith counting path for the entire data set. Examination of the data for 1977 and 1979 also revealed that the fork-length growth of each sex differed within years. 2) For combined sexes there were significant differences among the fork-length growth curves for yellowfin sampled in different years. 3) Yellowfin caught inshore (within 275 miles of the coast) were heavier than those caught offshore for fork lengths between 30 and 110 cm. The situation was reversed for lengths greater than 110 cm. 4) Back-calculated spawning months were distributed uniformly throughout the year in 1974 and 1977, but in 1975-1976 and 1978 spawning activity was apparently concentrated in the latter half of the year. SPANISH: El crecimiento del atún aleta amarilla en el Pacífico oriental se describe en términos de varias medidas obtenidas de peces y otolitos (sagita). Se formularon también ecuaciones para pronosticar la edad, según las dimensiones fácilmente disponibles de la longitud horquilla y longitud de la cabeza. Los datos de todas estas relaciones fueron obtenidos mediante una muestra de 196 peces recolectados desde 1977hasta 1979, en barcos cerqueros que estaban pescando al norte de la línea ecuatorial y al este de los 137°W. El intervalo de la longitud horquilla de la muestra fue de 30-170 cm. Se empleó el número de incrementos en la sagita de cada pez como un estimado directo de la edad en días. Se ha comprobado la relación entre los incrementos y los días en el intervalo de longitud de 40-110 cm del aleta amarilla. La evidencia circunstancial indica que se aplica también la relación a los intervalos de 0-40 cm y 110-170 cm. Esta evidencia circunstancial se dedujo: 1) de las publicaciones sobre incrementos comprobados de otras especies durante el primer crecimiento, 2) del conocimientoque las estructuras que se supone son incrementos diarios en los otolitos del aleta amarilla han sido comprobadas luego en la parte correspondiente de otolitos del aleta azul y 3) por una comparación de la curva de crecimiento, basada en incrementos relacionados a otras curvas obtenidas según el análisis modal frecuencia-talla. Se cree, basados en esta información, que las estimaciones de la edad sobre toda la amplitud de talla de los peces muestreados, es acertada. Además de la relación del crecimiento general y del pronóstico de la edad, las principales conclusiones de este estudio son: 1) En toda la serie de datos existe el crecimiento sexualmente dimórfico en términos de longitud horquilla, peso del pez y longitud del plano de conteo del otolito. El examen de los datos de 1977 y 1979, revelan también que el crecimiento longitud horquilla de cada sexo es diferente en los años. 2) En los sexos combinados hubo diferencias significativas entre las curvas de crecimiento longitud horquilla del aleta amarilla muestreado en diferentes años. 3) El aleta amarilla capturado cerca a la costa (en las primeras 275 millas) fue más pesado que el capturado en las aguas mar afuera, correspondiente a la longitud horquilla entre 30 y 110 cm. La situación fue inversa para tallas de más de 110 cm. 4) En 1974 y 1977, los meses retrocalculados del desove se distribuyeron uniformemente durante el año, pero en 1975-1976 y 1978, la actividad del desove se concentró aparentemente en el último semestre del año. (PDF contains 62 pages.)

The influence of some environmental variables on the apparent abundance of skipjack tuna, Katsuwonus pelamis, in the Eastern Pacific Ocean

ENGLISH: The abundance of skipjack larvae in the central and western Pacific approximately doubled for every 1°C increase in sea-surface temperature (SST) from 23°C to a maximum of about 29°C, and then usually decreased with further increases in SST. Skipjack larvae are scarce in the eastern Pacific Ocean (EPO), so most skipjack recruits and adults in this area are believed to have originated in the central and, possibly, the western Pacific. The catch per unit of effort (CPUE), in short tons per day's fishing, and the catch rate, in number of fish per day's fishing, are estimates of apparent abundance in a fishery. The logarithm of the annual CPUE for skipjack for international baitboats in the EPO for the 1934-1960 period was positively correlated with SST in the spawning area in the central Pacific 18 months earlier (r2 0.31), during the July-June period when most of the recruits in each cohort were presumed to have been spawned. Adequate data for other environmental variables were not available for testing with the baitboat data. The other environmental variables available and selected for testing for correlation with estimates of skipjack abundance for purse seiners for the 1961-1984 period and the reasons for their selection are as follows. 1)Wind-mixing index (WMI). The degree of mixing in the upper layers of the ocean is proportional to the cube of the wind speed, called WMI. The degree of mixing in the spawning areas of the central and the western Pacific may affect the concentration of organisms that skipjack larvae feed upon, thereby influencing their survival, and ultimately determining cohort strength and the number of recruits to the eastern Pacific fishery. 2) SST in the fishing areas at the time of fishing (SST). The CPUE for yellowfin tuna has been shown to be inversely related to SST in the fishing areas, and there are indications that skipjack CPUE is lower during EI Nino events when SST is higher than normal. 3) North-south SST gradient across the thermal front off the Gulf of Guayaquil. This is a measure of the degree of upwelling and nutrient enrichment of the upper waters south of the front and ultimately of the production of food for tunas. 4) Speed of the North Equatorial Countercurrent (NECC). Young skipjack may migrate from the central Pacific to the EPO in the eastward flowing NECC; if so, the number of recruits might be affected by variations in the speed of the current. The logarithm of the annual catch rate of skipjack recruits by international purse seiners in the EPO for the 1961-1984 period was positively correlated with SST in the spawning area of the central Pacific 18 months earlier (r2 = 0.21),and inversely correlated with WMI in the spawning area 18 months earlier (r2 0.46). The logarithm of CPUE for purse seiners in the area off the Gulf of Guayaquil was not correlated with SST in the spawning area 18 months earlier, but was inversely correlated with WMI in the spawning area 18 months earlier (r2 = 0.19), and inversely correlated with the north-south SST gradient in the fishing area at the time of fishing (r2 0.32). Neither of these estimates of apparent abundance from purse seiners were correlated with SST in the fishing areas, or with the speed of the NECC at earlier times. SPANISH: La abundancia de larvas de barrilete en el Pacífico central y occidental se multiplicó por dos, aproximadamente, por cada aumento de 1°Cen la temperatura de la superficie del mar (TSM) entre 23°C y un máximo de unos 29°C, y luego generalmente disminuyó con más aumentos en la TSM. Las larvas de barrilete son escasas en el Océano Pacífico oriental (OPO), y por lo tanto se cree que la mayoría de los reclutas y adultos en esta zona surgieron del Pacífico central, y posiblemente también del Pacífico occidental. La captura por unidad de esfuerzo (CPUE), en toneladas cortas por día de pesca, y la tasa de captura, en número de peces por día de pesca, son estimaciones de la abundancia aparente en una pesquería. El logaritmo de la CPUE anual de barrilete lograda por barcos de carnada en el OPO en el período 1934-1960 se correlacionó positivamente con la TSM en la zona de desove en el Pacífico central de 18 meses antes (r2 = 0.31), durante el período de junio-julio en el cual se cree que nació la mayoría de los reclutas en cada cohorte. No se dispuso de datos suficientes sobre otras variables ambientales para comprobarlos con los datos de los barcos de carnada. Las demás variables ambientales disponibles y seleccionadas para someterlas a pruebas de correlación con las estimaciones de la abundancia del barrilete de barcos cerqueros en el período 1961-1984, y las razones por su selección, son las siguientes: 1) Indice de mezcla por el viento (IMV). El grado de mezcla en las capas superiores del océano es proporcional al cubo de la velocidad del viento, llamado IMV. Es posible que el grado de mezcla en las zonas de desove del Pacífico central y occidental afecte la concentración de los organismos que alimentan a las larvas del barrilete, afectando así la supervivencia de éstas, y finalmente determinando el tamaño de las cohortes y el número de reclutas a la pesquería del OPO. 2) TSM en la zona de pesca al realizarse la pesca (TSM). Se ha mostrado que la relación de la CPUE del atún aleta amarilla a la TSM en la zona de pesca es inversa, y existen indicaciones que la CPUE de barrilete es inferior durante eventos del Niño, cuando las TSM son superiores a lo normal. 3) Gradiente norte-sur de las TSM a través del frente térmico frente al Golfo de Guayaquil. Esto es una medida del grado de afloramiento y enriquecimiento nutritivo del nivel superior de las aguas al sur de dicho frente, y finalmente de la producción de alimento para los atunes. 4) La velocidad de la Contracorriente Ecuatorial del Norte (CCEN). Es posible que los bariletes juveniles migren del Pacífico central al Pacífico oriental en la CCEN, que fluye hacia el este; de ser así, es posible que la cantidad de reclutas se vea afectada por variaciones en la velocidad de la corriente. El logaritmo de la tasa anual de captura de reclutas de barrilete por cerqueros de varias banderas en el OPO en el período 1961-1964 estuvo correlacionado de forma positiva con las TSM en la zona de desove del Pacífico central de 18meses antes (r2 0.21),y de forma inversa con el IMV de la zona de desove de 18 meses antes (r2 0.46). El logaritmo de la CPUE de los cerqueros en la zona frente al Golfo de Guayaquil no estuvo correlacionado con las TSM en la zona de desove de 18 meses antes, pero sí estuvo correlacionado de forma inversa con el IMV en la zona de desove de 18 meses antes (r2 0.19),y con el gradiente norte-sur de las TSM en la zona de pesca al realizarse la pesca (r2 0.32). Ninguna de estas estimaciones de abundancia aparente provenientes de barcos cerqueros estuvo correlacionada con las TSM en las zonas de pesca o con la velocidad de la CCEN en épocas anteriores. (PDF contains 140 pages.)