Variation in otolith microchemistry for Lebranche mullet (Mugil liza) in southern Brazil and its potential use in identifying their nursery grounds

The Lebranche mullet (Mugil liza) is an economically important estuarine species found along the coast of Brazil. The southern population of this species ranges from the coast of the state of São Paulo (23°S) to the coast of Argentina (36°S). It migrates annually among estuaries in Argentina, Uruguay, and southern Brazil to reproduce in their marine spawning grounds (~26°S). We evaluated whether variations in the otolith chemical composition for fish acquired at nursery grounds can be used to make distinctions among 4 nursery areas of the southern population. Analysis of otolith microchemistry included concentrations of 9 elements: lithium (Li), magnesium (Mg), copper, zinc, strontium (Sr), cadmium, barium, lanthanum, and lead. When using random forest classification algorithms, the maximum accuracy of 96% in assignment of nursery habitat for Lebranche mullet between 2 groups (fish caught at nurseries in Brazil and fish migrating from waters of Uruguay and Argentina) was achieved with the combination of Li, Mg, and Sr. Our results indicate that the elemental composition of otoliths can be an important tool for establishing connectivity between nursery areas used by Lebranche mullet. We discuss the implications of this result for the structure of the population and the management of the mullet fishery in southern Brazil relative to the limitations of the methods we employed.

Resumen
El lisa Lebrancha (Mugil liza) es una especie estuarina de importancia económica que se encuentra a lo largo de la costa de Brasil. La población meridional de esta especie se extiende desde la costa del estado de São Paulo (23°S) hasta la costa de Argentina (36°S). Migra anualmente entre estuarios de Argentina, Uruguay y el sur de Brasil para reproducirse en sus zonas de desove marinas (~26°S). Evaluamos si las variaciones en la composición química de los otolitos de los peces colectados en las áreas de crianza pueden utilizarse para distinguir entre las 4 áreas de crianza de la población meridional. El análisis de la microquímica de los otolitos incluyó concentraciones de 9 elementos: litio (Li), magnesio (Mg), cobre, zinc, estroncio (Sr), cadmio, bario, lantano y plomo. Al utilizar algoritmos de clasificación de bosque aleatorio, se alcanzó una máxima precisión del 96% en la asignación del hábitat de críanza de la lisa Lebrancha entre 2 grupos (peces capturados en criaderos de Brasil y peces migrando desde aguas de Uruguay y Argentina) con la combinación de Li, Mg y Sr. Nuestros resultados indican que la composición de elementos de los otolitos puede ser una herramienta importante para establecer la conectividad entre las áreas de crianza utilizadas por la lisa Lebrancha. Discutimos las implicaciones de este resultado para la estructura de la población y el manejo de la pesquería de lisa en el sur de Brasil en relación con las limitaciones de los métodos que empleamos.