Dynamics of catadromous migration in the thinlip grey mullet (Chelon ramada Risso, 1827): behavioural strategies, population connectivity, and ecological implications

Abstract

This thesis focuses on the catadromous thin-lipped grey mullet Chelon ramada, to understand its migratory strategies, adaptive benefits of freshwater habitat use, and implications for the species’ population structure. A multidisciplinary approach was employed, combining molecular markers, biotelemetry (acoustic and PIT tags), otolith microchemistry, and fatty acid profiles. Findings revealed a metapopulation structure, with Portuguese populations playing a key role in maintaining gene flow and connectivity between the Mediterranean and North Atlantic regions. Strong interannual fidelity to freshwater habitats was observed, and length distribution, seasonal movements, and the environmental triggers of migration were characterized. Otolith microchemistry and biotelemetry provided the first evidence of discrete migratory strategies within a single population, supporting facultative reproduction, in a fraction of the population. The reconstruction of ontogenic habitat use revealed the existence of freshwater irregular spawners, estuarine regular or irregular spawners, and marine frequent spawners. Fine-scale movement analysis identified three distinct behavioural profiles: long-term residents within a single habitat type (estuarine brackish waters, freshwater with tidal influence, and freshwater); directional migrants transitioning between zones; and irregular commuters with wide-ranging movements. The trophic migration into freshwater confers adaptive advantages, including higher body condition, greater muscle energy, and larger gonads with higher lipid reserves. A mismatch between the metabolic omega-3 pathway and maturity stages suggests a dormancy-like phenomenon linked to this flexible reproductive strategy. These results challenge the traditional view of C. ramada as strictly catadromous, revealing a broader spectrum of migratory behaviours. Freshwater use appears to support a reproductive strategy that enables adults to exploit warm, food-rich periods, optimizing spawning timing. By maintaining diverse habitat-use patterns, the species buffers against stochastic events that might compromise recruitment or stock stability. These findings have important implications for the conservation and management of C. ramada, particularly under growing anthropogenic pressures and climate change; Dinâmica da migração catádroma do muge (Chelon ramada Risso, 1827): estratégias comportamentais, padrões de conectividade populacional e implicações ecológicas - Resumo: Esta tese centra-se no muge, Chelon ramada, espécie catádroma, com o objetivo de compreender as suas estratégias migratórias, os benefícios adaptativos da utilização de habitats dulçaquícolas e as implicações para a estrutura populacional da espécie. Para isso, foi utilizada uma abordagem multidisciplinar, que combina marcadores moleculares, biotelemetria (acústica e marcas PIT), microquímica de otólitos e perfil nutricional com ênfase para o perfil em ácidos gordos. Os resultados revelaram a existência de uma metapopulação, em que as populações portuguesas desempenham papel charneira na manutenção do fluxo génico e da conectividade entre o Mediterrâneo e o Atlântico Norte. Nas populações portuguesas, em particular na bacia hidrográfica do rio Mondego, a análise dos padrões ontogénicos de utilização do habitat identificou quatro perfis comportamentais. Apesar do estuário superior constituir o habitat preferencial, registaram-se perfis com maior afinidade marinha e reprodução anual, perfis estuarinos com reprodução anual ou facultativa e perfis mais dulçaquícolas com reprodução facultativa. A fração que frequenta água doce inclui classes dimensionais amplas (comprimento total= 90–540 mm), com biomassa anual estimada em 90–100 toneladas (Passagem de Peixes de Coimbra). Estes indivíduos demonstram elevada fidelidade aos habitats dulçaquícolas, e a análise dos movimentos a uma escala mais fina revelou três perfis: residência prolongada num único habitat (estuário, zona de influência das marés ou água doce), movimentos direcionais entre zonas e movimentos irregulares. A migração trófica para a água doce revelou vantagens adaptativas, refletidas em melhor condição corporal, maior energia muscular e gónadas com maiores reservas lipídicas. A discrepância entre a via metabólica dos ómega-3 e os estágios de maturação sugere um mecanismo semelhante ao estágio de dormência, associado à flexibilidade reprodutiva. Estes resultados desafiam a visão tradicional de C. ramada como estritamente catádroma, revelando um espectro mais amplo de comportamentos migratórios. O uso de água doce parece sustentar uma estratégia reprodutora que permite explorar períodos quentes e ricos em alimento, otimizando o momento da reprodução. A manutenção de diferentes padrões de uso de habitat aumenta a resiliência da espécie a eventos estocásticos que possam comprometer o recrutamento ou a estabilidade do stock reprodutor. Estes resultados têm implicações relevantes para a conservação e gestão de C. ramada, sobretudo perante pressões antropogénicas crescentes e cenários de alterações climáticas.