Growth and size variation of Senegalese sole (Solea senegalensis)

Senegalese sole (Solea senegalensis) is a flatfish of high commercial importance in Southern Europe that has been a promising species for diversifying Mediterranean aquaculture since early 1980's. It has failed to reach successful farming development due to lack of full control over spawning, poor fry quality and high mortality during the weaning stage. Furthermore, optimization of production has not been possible due to high heterogeneity in growth rates within cultured stocks that result in high body size variance at harvest. Among the several aspects needing wider knowledge in order to reach optimization of sole aquaculture, the ongrowing stage from juveniles to the commercialization size has been overlooked until the last years. It includes the relationships between individual growth and rearing parameters as stocking density, or the size composition of stocks. It is also important to evaluate growth according to the feeding rhythms, offering feed at adequate times for this species. Not less important is to assess the genetic variability of farmed stocks, and compare it to the wild populations, as a stepping stone to link genetic traits to the performance of aquaculture stocks. The aims of this thesis were to take an individual-based approach to growth, and growth sexual dimorphism, of Senegalese sole reared at high and low densities, with different levels of initial size variation, and under different feeding strategies. Moreover, the level of genetic variability of this species was compared between farmed and wild stocks through molecular genetic markers, and their sibship relationships were also assessed. Three experiments were conducted, involving a) rearing soles under high density (180% of bottom coverage) and low density (60% of bottom coverage); b) rearing soles under the same high and low densities, but also under homogeneous or heterogeneous initial size composition; c) rearing soles under a medium/high initial density (130% of bottom coverage) fed either during nocturnal hours, similar to their natural feeding rhythms, or during daylight hours. Additionally, the genetic variability of a farmed sample was compared to its wild donor population. Stocking density affects growth of Senegalese sole in two ways. First, sudden and steep increases in density could lead to poorer or no growth of fish until re-acclimatization to new high density conditions. Second, it seems that there is a sizedependent component on how stocking density affects growth, with smaller fish (sub-adults) growth being suppressed by high stocking density. Size composition of reared Senegalese sole does not affect individual growth. Sole doesn¿t show aggressive behavior and apparently, competition between individuals is low and size independent. Grading Senegalese sole does not guarantee the improvement of growth, and if so, it would be in high density conditions. Senegalese sole females grow faster than males, but after attaining certain body weight (between 40 and 80 g). It could be hypothesized that sexual maturation may be involved in the onset of sexual growth dimorphism in this species. Besides being an eminently nocturnal species, Senegalese sole fed during the light phase may yield specific growth rates and feed conversion ratios that are comparable to those of fish fed during the dark phase, suggesting the feasibility of feeding during normal business hours in commercial facilities. There is a loss in genetic variability in a single generation of Senegalese sole rearing, as evidenced by lower values of mitochondrial haplotypic diversity and nuclear diversity in the farmed sample compared with the wild donor population. Comparing wild Atlantic and Mediterranean samples suggests a limited gene flow between the populations inhabiting these basins. An accurate knowledge of the genetic composition of farmed stocks is essential both for maintaining the cultured stocks and for potential future restocking purposes. Castelldefels 17/El llenguado senegalès (Solea senegalensis) és un peix pla de gran importància comercial al sud d'Europa. El seu cultiu no està totalment desenvolupat, en part degut a l'alta heterogeneïtat en les taxes de creixement dins de les poblacions cultivades, que donen lloc a una alta dispersió de talles en arribar a la mida comercial. Els objectius de la tesi van ésser l'aproximació individual al creixement, i al dimorfisme sexual del creixement, del llenguado cultivat a altes i baixes densitats, amb diferents nivells de dispersió de talles inicial i sota diferents estratègies alimentàries. D'altra banda, el nivell de variabilitat genètica d'aquesta espècie es va comparar entre les poblacions de cultiu i salvatges a través de marcadors genètics moleculars, i es van avaluar les seves relacions de parentiu. Es van dur a terme tres experiments, implicant a) el cultiu de llenguado a alta densitat (180% de cobertura del fons del tanc) i baixa densitat (60% de cobertura); b) el cultiu de llenguado sota les mateixes densitats, però també sota condicions d'homogeneïtat o heterogeneïtat de talles inicials; c) cultiu de llenguado a densitat mitja/alta (130% de cobertura) alimentats durant les hores nocturnes, de manera semblant als seus ritmes alimentaris naturals, o durant les hores diürnes. Addicionalment, es va comparar la variabilitat genètica d'una mostra de cultiu amb la seva població salvatge donant. La densitat de cultiu afecta el creixement del llenguado senegalès de dues maneres. En primer lloc, els augments sobtats i pronunciats de la densitat podrien conduir a un creixement pobre o nul fins la re-aclimatació a les noves condicions d'alta densitat. En segon lloc, sembla que hi ha una component mida-dependent de com la densitat de cultiu afecta el creixement, amb els peixos més petits (sub-adults) experimentant una supressió del seu creixement degut a l'alta densitat. La composició de talles del llenguado senegalès de cultiu no afecta el creixement individual. El llenguado no mostra un comportament agressiu i, pel que sembla, la competència entre els individus és baixa i independent de la mida. La classificació de talles en el llenguado no garanteix la millora del seu creixement, i si és així, seria en condicions d'alta densitat. Les femelles de llenguado senegalès creixen més ràpid que els mascles, però després d'assolir cert pes corporal (entre 40 i 80 g). Es podria hipotetitzar que la maduració sexual pot estar implicada en l'aparició de dimorfisme sexual en el creixement d'aquesta espècie. A pesar de ser una espècie eminentment nocturna, el llenguado senegalès alimentat durant les hores de llum pot experimentar taxes de creixement específiques i ràtios de conversió de l'aliment que són comparables a les dels peixos alimentats durant les hores nocturnes, el que suggereix la viabilitat de l'alimentació durant les hores normals de treball a les instal·lacions comercials. Hi ha una pèrdua de la variabilitat genètica en una sola generació de cultiu de llenguado senegalès, com s'evidencia pels valors més baixos de diversitat haplotípica mitocondrial i diversitat nuclear de la mostra de cultiu en comparació amb la població salvatge donant. La comparació de mostres salvatges de l'Atlàntic i del Mediterrani suggereix un flux limitat de gens entre les poblacions que habiten en aquestes conques. Un coneixement exacte de la composició genètica de les poblacions de cria és essencial per al manteniment de les poblacions cultivades, i per a possibles programes de repoblació en el futur.Postprint (published version