Small-scale dispersal and population structure in stream-living brown trout (Salmo trutta) inferred by mark–recapture, pedigree reconstruction, and population genetics

Many animals move among habitats, and even small-scale dispersal of individuals between habitat patches may have strong implications for population dynamics and structure. Here, we use long-term mark–recapture data combined with extensive genotyping and parentage assignment to investigate the importance of small-scale location change of resident brown trout (Salmo trutta) in a small stream (1500 m). During the first summer, juvenile fish dispersed downstream (mean displacement 200 m), with smaller juveniles dispersing longer distances. Downstream movement was also predominant during the first winter, but older fish moved little. This limited dispersal resulted in a significant isolation-by-distance structure for ages 1 and 2, but not for older age groups or for the mature fish. Individual pairwise relatedness coefficients decreased with waterway distance for mature fish during the 2002 and 2003 spawning seasons, but only weakly. Overall, between-site genetic differentiation was stronger for the younger age classes, and the signal decayed with age, indicating that the genetic structure observed in the stream is mainly driven by spatial aggregation of close relatives. Résumé : De nombreux animaux se déplacent d’un habitat à l’autre et la dispersion, même à petite échelle, d’individus entre différentes parcelles d’habitat peut avoir d’importantes répercussions sur la dynamique et la structure des populations. Nous utilisons des données de marquage-recapture à long terme combinées au génotypage et à la détermination de la filiation de nombreux spécimens pour étudier l’importance des changements d’emplacement à petite échelle de la truite de mer (Salmo trutta) dans un petit cours d’eau (1500 m). Au cours du premier été, les poissons juvéniles se sont dispersés vers l’aval (déplacement moyen de 200 m), les juvéniles plus petits se dispersant sur de plus grandes distances. Les déplacements vers l’aval étaient également prédominants durant le premier hiver, bien que les poissons plus âgés se soient peu déplacés. Cette dispersion limitée s’est traduite par une structure d’isolement par la distance significative pour les groupes d’un et deux ans d’âge, mais non pour les groupes de juvéniles plus âgés ou les poissons matures. Les coefficients de corrélation par paire individuels montraient une faible diminution en fonction de la distance le long du cours d’eau pour les poissons matures durant les périodes de frai de 2002 et 2003. Dans l’ensemble, la différentiation génétique entre emplacements était plus forte pour les classes d’âges plus jeunes, le signal diminuant avec l’augmentation de l’âge, ce qui indique que la structure génétique observée dans le cours d’eau est principalement contrôlée par l’agrégation spatiale de parents proches. [Traduit par la Rédaction]