Spawning of yellowfin tuna and the discrimination of subpopulations

ENGLISH: The spawning of yellowfin tuna (Thunnus albacares) in the eastern Pacific Ocean was examined to ascertain the existence of separate subpopulations within this area. Investigations of biochemical genetics of yellowfin indicate that there are a number of genetically distinct groups in the eastern Pacific. In addition, yellowfin belong to two recruitment cohorts, X and Y, which are composed of a mixture of these genetically different groups. Spawning data were collected from 1956 through 1961 from the coastal fishing grounds, and from 1970 through 1973 from the offshore fishing areas. Temporal and spatial aspects of spawning of the fish of the two cohorts were analyzed to determine if yellowfin spawning behavior supports the existence of genetically separate subpopulations. Spawning condition was inferred from the maturity of the ovaries. It was found that the coastal fish of each cohort exhibit at least two spawning periods per year which vary in length and time of occurrence from year to year. Fish taken from the offshore fishing grounds did not exhibit this variable spawning pattern. Although samples were not available for all months, the data showed that each cohort has a spawning period of at least 7 months and may spawn year around. Samples from offshore areas also had much higher percentages of spawners than those from the coastal areas. Temporal differences in spawning are not maintaining the genetically separate groups found in the fishery, since fish of both recruitment cohorts spawn at the same time. Also, fish of both the X and Y cohorts spawned in all areas examined; however, these data are insufficient to determine whether spatial isolation of spawning groups is occurring within the areas. SPANISH: Se examinó el desove del atún aleta amarilla (Thunnus albacares) en el Océano Pacífico oriental para averiguar la existencia de subpoblaciones separadas en esta zona. La investigación genética bioquímica del aleta amarilla indica que existen varios grupos genéticamente distintos en el Pacífico oriental. Además, el aleta amarilla pertenece a dos cohortes de reclutamiento X e Y, formadas por una mezcla de estos grupos genéticamente diferentes. Los datos del desove fueron obtenidos de 1956 a 1961, en las regiones neríticas de pesca y desde 1970 a 1973, en las áreas oceánicas de pesca. Se analizaron los aspectos temporales y espaciales del desove de los peces de las dos cohortes, para determinar si el comportamiento reproductor del aleta amarilla, apoya la existencia de subpoblaciones genéticamente diferentes. Se derivó la condición del desove según la madurez de los ovarios. Se encontró que los peces costeros de cada cohorte exhibían por lo menos dos períodos anuales de desove que varían en duración y fecha de ocurrencia de un año a otro. Los peces capturados en las regiones oceánicas de pesca no exhibieron este patrón variable de desove. Aunque o se consiguieron muestras en todos los meses, los datos indican que cada cohorte tiene un período de desove por lo menos de 7 meses y puede que desoven durante todo el año. Las muestras de las regiones oceánicas tuvieron porcentajes mucho mayores de reproductores que los de las zonas neríticas. Las diferencias temporales en el desove no sirven para explicar la presencia de grupos genéticamente separados que se encuentran en la pesca, ya que los peces de ambas cohortes de reclutamiento desovan al mismo tiempo. Además, los peces de ambas cohortes (X e Y) desovan en todas las zonas examinadas; sin embargo, estos datos no son suficientes para determinar si el aislamiento de los grupos de desove ocurre en las zonas. (PDF contains 53 pages.)

A review of the Japanese longline fishery for tunas and billfishes in the Eastern Pacific Ocean, 1971-1980

ENGLISH: This report reviews the Japanese longline fishery for tunas and billfishes in the eastern Pacific Ocean during 1971-1980, extending the studies made by other investigators, which covered the 1956-1970 period. The spatial and temporal distributions of fishing effort, catch, apparent abundance, sexual maturity, and size composition are examined for each species. The deep longlining method is described and the hook rates for this gear and for conventional longline gear are compared. Some observations on the interaction of surface and longline gear are reported. SPANISH: Se examina en este informe la pesca palangrera japonesa de atunes y peces espada en el Océano Pacífico oriental durante 1971-1980, ampliando los estudios hechos por otros investigadores que incluían el período de 1956-1970. Para cada especie se examinan las distribuciones temporales y espaciales del esfuerzo de pesca, captura, abundancia aparente, madurez sexual y composición de talla. Se describe el método de los palangres profundos y se comparan los índices de captura por anzuelo de este arte y del arte convencional palangrero. Se presentan algunas observaciones sobre la interacción de las artes espipelágicas y las palangreras. (PDF contains 163 pages.)

Estimation of the abundance of yellowfin tuna, Thunnus albacares, by age groups and regions within the Eastern Pacific Ocean

ENGLISH: Monthly estimates of the abundance of yellowfin tuna by age groups and regions within the eastern Pacific Ocean during 1970-1988 are made, using purse-seine catch rates, length-frequency samples, and results from cohort analysis. The numbers of individuals caught of each age group in each logged purse-seine set are estimated, using the tonnage from that set and length-frequency distribution from the "nearest" length-frequency sample(s). Nearest refers to the closest length frequency sample(s) to the purse-seine set in time, distance, and set type (dolphin associated, floating object associated, skipjack associated, none of these, and some combinations). Catch rates are initially calculated as the estimated number of individuals of the age group caught per hour of searching. Then, to remove the effects of set type and vessel speed, they are standardized, using separate weiznted generalized linear models for each age group. The standardized catch rates at the center of each 2.5 0 quadrangle-month are estimated, using locally-weighted least-squares regressions on latitude, longitude and date, and then combined into larger regions. Catch rates within these regions are converted to numbers of yellowfin, using the mean age composition from cohort analysis. The variances of the abundance estimates within regions are large for 0-, 1-, and 5-year-olds, but small for 1.5- to 4-year-olds, except during periods of low fishing activity. Mean annual catch rate estimates for the entire eastern Pacific Ocean are significantly positively correlated with mean abundance estimates from cohort analysis for age groups ranging from 1.5 to 4 years old. Catch-rate indices of abundance by age are expected to be useful in conjunction with data on reproductive biology to estimate total egg production within regions. The estimates may also be useful in understanding geographic and temporal variations in age-specific availability to purse seiners, as well as age-specific movements. SPANISH: Se calculan estimaciones mensuales de la abundancia del atún aleta amarilla por grupos de edad y regiones en el Océano Pacífico oriental durante 1970-1988, usando tasas de captura cerquera, muestras de frecuencia de talla, y los resultados del análisis de cohortes. Se estima el número de individuos capturados de cada grupo de edad en cada lance cerquero registrado, usando el tonelaje del lance en cuestión y la distribución de frecuencia de talla de la(s) muestra(s) de frecuencia de talla "más cercana/s)," "Más cercana" significa la(s) muestra(s) de frecuencia de talla más parecida(s) al lance cerquero en cuanto a fecha, distancia, y tipo de lance (asociado con delfines, con objeto flotante, con barrilete, con ninguno de éstos, y algunas combinaciones). Se calculan inicialmente las tasas de captura como el número estimado de individuos del grupo de edad capturado por hora de búsqueda. A continuación, para eliminar los efectos del tipo de lance y la velocidad del barco, se estandardizan dichas tasas, usando un modelo lineal generalizado ponderado, para cada grupo por separado. Se estima la tasa de captura estandardizada al centro de cada cuadrángulo de 2.5°-mes, usando regresiones de mínimos cuadrados ponderados localmente por latitud, longitud, y fecha, y entonces combinándolas en regiones mayores. Se convierten las tasas de captura dentro de estas regiones en números de aletas amarillas individuales, usando el número promedio por edad proveniente del análisis de cohortes. Las varianzas de las estimaciones de la abundancia dentro de las regiones son grandes para los peces de O, 1, Y5 años de edad, pero pequeñas para aquellos de entre 1.5 Y4 años de edad, excepto durante períodos de poca actividad pesquera. Las estimaciones de la tasa de captura media anual para todo el Océano Pacífico oriental están correlacionadas positivamente de forma significativa con las estimaciones de la abundancia media del análisis de las cohortes para los grupos de edad de entre 1.5 y 4 años. Se espera que los índices de abundancia por edad basados en las tasas de captura sean útiles, en conjunto con datos de la biología reproductiva, para estimar la producción total de huevos por regiones. Las estimaciones podrían asimismo ser útiles para la comprensión de las variaciones geográficas y temporales de la disponibilidad específica por edad a los barcos cerqueros, y también las migraciones específicas por edad. (PDF contains 35 pages.)

A-SCALA: an age-structured statistical catch-at-length analysis for assessing tuna stocks in the eastern tropical Pacific Ocean

English: We describe an age-structured statistical catch-at-length analysis (A-SCALA) based on the MULTIFAN-CL model of Fournier et al. (1998). The analysis is applied independently to both the yellowfin and the bigeye tuna populations of the eastern Pacific Ocean (EPO). We model the populations from 1975 to 1999, based on quarterly time steps. Only a single stock for each species is assumed for each analysis, but multiple fisheries that are spatially separate are modeled to allow for spatial differences in catchability and selectivity. The analysis allows for error in the effort-fishing mortality relationship, temporal trends in catchability, temporal variation in recruitment, relationships between the environment and recruitment and between the environment and catchability, and differences in selectivity and catchability among fisheries. The model is fit to total catch data and proportional catch-at-length data conditioned on effort. The A-SCALA method is a statistical approach, and therefore recognizes that the data collected from the fishery do not perfectly represent the population. Also, there is uncertainty in our knowledge about the dynamics of the system and uncertainty about how the observed data relate to the real population. The use of likelihood functions allow us to model the uncertainty in the data collected from the population, and the inclusion of estimable process error allows us to model the uncertainties in the dynamics of the system. The statistical approach allows for the calculation of confidence intervals and the testing of hypotheses. We use a Bayesian version of the maximum likelihood framework that includes distributional constraints on temporal variation in recruitment, the effort-fishing mortality relationship, and catchability. Curvature penalties for selectivity parameters and penalties on extreme fishing mortality rates are also included in the objective function. The mode of the joint posterior distribution is used as an estimate of the model parameters. Confidence intervals are calculated using the normal approximation method. It should be noted that the estimation method includes constraints and priors and therefore the confidence intervals are different from traditionally calculated confidence intervals. Management reference points are calculated, and forward projections are carried out to provide advice for making management decisions for the yellowfin and bigeye populations. Spanish: Describimos un análisis estadístico de captura a talla estructurado por edad, A-SCALA (del inglés age-structured statistical catch-at-length analysis), basado en el modelo MULTIFAN- CL de Fournier et al. (1998). Se aplica el análisis independientemente a las poblaciones de atunes aleta amarilla y patudo del Océano Pacífico oriental (OPO). Modelamos las poblaciones de 1975 a 1999, en pasos trimestrales. Se supone solamente una sola población para cada especie para cada análisis, pero se modelan pesquerías múltiples espacialmente separadas para tomar en cuenta diferencias espaciales en la capturabilidad y selectividad. El análisis toma en cuenta error en la relación esfuerzo-mortalidad por pesca, tendencias temporales en la capturabilidad, variación temporal en el reclutamiento, relaciones entre el medio ambiente y el reclutamiento y entre el medio ambiente y la capturabilidad, y diferencias en selectividad y capturabilidad entre pesquerías. Se ajusta el modelo a datos de captura total y a datos de captura a talla proporcional condicionados sobre esfuerzo. El método A-SCALA es un enfoque estadístico, y reconoce por lo tanto que los datos obtenidos de la pesca no representan la población perfectamente. Además, hay incertidumbre en nuestros conocimientos de la dinámica del sistema e incertidumbre sobre la relación entre los datos observados y la población real. El uso de funciones de verosimilitud nos permite modelar la incertidumbre en los datos obtenidos de la población, y la inclusión de un error de proceso estimable nos permite modelar las incertidumbres en la dinámica del sistema. El enfoque estadístico permite calcular intervalos de confianza y comprobar hipótesis. Usamos una versión bayesiana del marco de verosimilitud máxima que incluye constreñimientos distribucionales sobre la variación temporal en el reclutamiento, la relación esfuerzo-mortalidad por pesca, y la capturabilidad. Se incluyen también en la función objetivo penalidades por curvatura para los parámetros de selectividad y penalidades por tasas extremas de mortalidad por pesca. Se usa la moda de la distribución posterior conjunta como estimación de los parámetros del modelo. Se calculan los intervalos de confianza usando el método de aproximación normal. Cabe destacar que el método de estimación incluye constreñimientos y distribuciones previas y por lo tanto los intervalos de confianza son diferentes de los intervalos de confianza calculados de forma tradicional. Se calculan puntos de referencia para el ordenamiento, y se realizan proyecciones a futuro para asesorar la toma de decisiones para el ordenamiento de las poblaciones de aleta amarilla y patudo.