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The effect of temperature on the body shape in threespine stickleback juveniles

Ramler, David (2013) The effect of temperature on the body shape in threespine stickleback juveniles.
Masterarbeit, University of Vienna. Fakultät für Lebenswissenschaften
BetreuerIn: Ahnelt, Harald

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DOI: 10.25365/thesis.26704
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-30461.06981.189853-8

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Abstract in English

Temperature is a major environmental factor influencing the morphology of fishes and will gain further importance regarding global warming. However, information on thermal effects on shape remains scare. To this end, this study examined the influence of temperature on the body shape in threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus) juveniles. Laboratory bred sticklebacks, stemming from an anadromous population, have been raised at three different temperatures (13, 17 and 21 °C). Effects on size and shape were assessed and visualized by using modern geometric morphometric methods. In addition, relative linear measurements were inferred from the landmarks. It has also been tested if temperature affects both sexes in the same way. Significant differences were found between the temperatures. Fish reared at 21 °C were significantly smaller than specimens from other groups. Fish reared at 17 °C were on average the largest and also showed the least variance for shape and size, suggesting a canalized development at this temperature. Major differences between the temperature groups were much smaller heads in fish reared at 13 °C and a reduction in size and length of several bony elements in fish reared at 21 °C. General trends across all temperatures were a reduction in length of the median fins, a decrease in size and length of the operculum and the posterior process, an increase in length of the first dorsal fin, and enlargement of the eyes with increasing temperature. Substantial sexual dimorphism was found, however not for size. Deeper bodies, longer median fins, larger heads, and longer posterior processes of the pectoral girdle characterized male sticklebacks. The patterns of shape differences remained the same throughout all temperature groups and did not bias the findings for thermal effects. All findings are put in context with existing literature and implications for the performance of the fish are discussed.

Schlagwörter in Englisch

Threespine stickleback / temperature / shape / geometric morphometrics

Abstract in German

Temperatur ist eine der wichtigsten Umweltfaktoren und kann die Morphologie von Fischen beeinflussen. Dieser Umstand wird mit fortschreitender globaler Erwärmung noch zusätzlich an Bedeutung gewinnen. Trotzdem gibt es nur wenig Kenntnis über thermische Effekte auf die Körperform. Zu diesem Zweck behandelt diese Arbeit den Einfluss der Temperatur auf die Körperform von juvenilen Dreistachligen Stichlingen (Gasterosteus aculeatus). Im Labor gezüchtete, von einer anadromen Population abstammende Stichlinge wurden bei drei verschiedenen Temperaturen aufgezogen (13, 17 und 21 °C). Effekte auf die Körpergröße und Gestalt wurden ermittelt und visualisiert, durch die Anwendung von Methoden aus der modernen geometrischen Morphometrie. Zusätzlich wurden relative Distanzen zwischen den Landmarken errechnet. Ebenfalls überprüft wurde, ob die Temperatur den gleichen Einfluss auf beide Geschlechter hat. Signifikante Unterschiede konnten zwischen den Temperaturgruppen festgestellt werden. Fische, die bei 21 °C aufgezogen wurden, waren signifikant kleiner als von beiden anderen Gruppen. Fische, die bei 17 °C aufgezogen wurden, waren im Durchschnitt am größten und wiesen auch die geringsten Varianzen in Gestalt und Größe auf, was eine kanalisierte Entwicklung bei dieser Temperatur nahelegen würde. Die auffälligsten Unterschiede zwischen Temperaturgruppen waren deutlich kleinere Köpfe bei Fischen die bei 13 °C aufgezogen wurden, sowie eine Reduktion in Größe und Länge einiger Knochenelemente bei Fischen aus 21 °C. Trends die sich durch alle Temperaturen zeigten waren eine Verkürzung der Dorsal- und Analflosse, eine Verkleinerung des Operculums und des posterioren Fortsatzes des Beckengürtels, eine Verlängerung der ersten Dorsalflosse, sowie eine Vergrößerung der Augen, jeweils bei steigender Temperatur. Ein deutlicher Sexualdimorphismus konnte festgestellt werden, jedoch nicht betreffend der Größe. Charakteristisch für männliche Stichlinge waren hochrückigere Körper, längere Dorsal- und Analflossen, größere Köpfe und längere posteriore Fortsätze. Die Muster der Gestaltsunterschiede waren bei allen Temperaturen die Gleichen und verfälschten daher die Ergebnisse für die Temperatureinflüsse nicht. Alle Ergebnisse werden mit vorhandener Literatur in Kontext gestellt und Implikationen für die Fische werden diskutiert.

Schlagwörter in Deutsch

Dreistachliger Stichling / Temperatur / Gestalt / Geometrische Morphometrie

Item Type: Hochschulschrift (Masterarbeit)
Author: Ramler, David
Title: The effect of temperature on the body shape in threespine stickleback juveniles
Umfangsangabe: 35 S. : Ill., graf. Darst.
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Lebenswissenschaften
Publication year: 2013
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Ahnelt, Harald
Assessor: Ahnelt, Harald
Classification: 42 Biologie > 42.81 Pisces
42 Biologie > 42.62 Tiermorphologie, Tieranatomie
AC Number: AC10905563
Item ID: 26704
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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