Composition of population and transport of juveniles of Antarctic krill in Powell Basin region (northwestern Weddell Sea) in January 2020

This paper presents the data on distribution and size composition of the Antarctic krill (Euphausia superba) population in the northwestern Weddell Sea (Powell Basin) and adjacent areas in summer 2020. Juvenile krill dominated in the western Powell basin and the eastern Bransfield Strait as a result of transport with the advected Weddell Sea water and drifting sea ice. Using a distribution mixture analysis made possible to identify up to 9-10 size groups of krill. Groups 1-4 corresponds to juveniles (average size about 22, 25, 27-28 and 32 mm respectively). They may reflect the transport of different “waves” of recruitment of the Atlantic sector krill population with the waters of the western branch of Weddell Gyre as well as the presence of juvenile krill of local origin. Groups 5-7 are intermediate in size (average length within 38-43 mm) and include mostly immature specimens. Larger groups 8-10 comprise of mostly mature females and mature and immature males. The maximum average size of the largest group reaches about 53 mm. the Wedell Front zone in the north of Powell Basin plays an in important role for retention and growth of krill, originating from different sources: western Weddell Sea, Bransfield Strait and the zone of the southern branch of Anatarcric Circumpolar Current.

Antarctic krill, Weddell Gyre, Weddell Front, Bransfield Strait, population density, distribution mixture analysis, size groups

1. Козлов А.Н., Лукашева Т.А., Масленников В.В., Спиридонов В. А., Юданов К.И. 1983. Гидрологические условия, распределение и биологическое состояние криля в южной части моря Скотия // Антарктический криль. Особенности распределения и среда. M.: Лёгкая и пищевая пром-ть. C. 85-99.

2. Латогурский В.И., Маклыгин Л.Г., Федотов А. С., Макаров Р.Р., Солянкин Е.В. 1990. Распределение и особенности популяционной структуры Euphausia superba Dana в районе круговорота Уэдделла и в сопредельных водах // Исследования круговорота Уэдделла. Океанографические условия и особенности развития планктонных сообществ. М.: ВНИРО. С. 183-206.

3. Макаров Р.Р. 1970. О раздельном существовании возрастных групп антарктического криля // Инф. Бюлл. Советской Антарктической экспедиции. Вып. 77. С. 123-128.

4. Макаров Р.Р. 1980. Изучение состава популяции антарктического криля // Биологические ресурсы антарктического криля. М.: ОНТИ ВНИРО. С. 89-113.

5. Макаров Р.Р., Масленников В.В., Солянкин Е.В., Шевцов В.В. 1980. Особенности количественного распределения и условия образования скоплений Euphausis superba Dana на примере некоторых районов атлантического и тихоокеанского секторов Южного океана // Биологические ресурсы антарктического криля. М.: ОНТИ ВНИРО. С. 114-145.

6. Макаров Р.Р., Меньшенина Л.Л. 1989. Общие черты распределения личинок эвфаузиид в водах Антарктики // Океанология. Т. 29. Вып. 5. С. 825-831.

7. Масленников В.В. 1980. Современные представления о крупномасштабной циркуляции вод Антарктики и пути массового дрейфа криля // Биологические ресурсы антарктического криля. М.: ОНТИ ВНИРО. С. 8-25.

8. Масленников В.В. 2003. Климатические колебания и морская экосистема Антарктики. М.: Изд-во ВНИРО. 295 с.

9. Морозов Е.Г., Спиридонов В. А., Молодцова Т.Н., Фрей Д.И., Демидова Т. А., Флинт М.В. 2020 а. Исследования экосистемы атлантического сектора Антарктики (79-й рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш») // Океанология. Т. 60. Вып. 5. С. 823-825.

10. Морозов Е. Г., Фрей Д. И., Полухин А. А., Артемьев В. А., Гавриков А.В., Касьян В.В., Сапожников Ф.В., Гордеева Н.В., Кобылянский С.Г. 2020 б. Мезомасштабная изменчивость океана в северной части моря Уэдделла // Океанология. Т. 60. Вып. 5. С. 663-679

11. Полуяктов В. Ф., Солянкин Е.В., Хвацкий Н.В., Хомутов А. В. 1983. Особенности гидрологических условий как факторов распределения криляв юго-восточной части пролива Брансфилд // Антарктический криль. Особенности распределения и среда. M.: Легкая и пищевая пром-ть. С. 99-102.

12. Сологуб Д.О., Бизиков В.А. 2018. Сезонная динамика распределения промысловых скоплений и уловов антарктического криля в секторе Антарктики // Труды ВНИРО. Т. 166. С. 3-21.

13. Спиридонов В. А. 1987. Исследования возрастной структуры популяции Euphausia superba Dana на примере района Антарктического полуострова и сопредельных вод // Биологические ресурсы Арктики и Антарктики. M.: Наука. C. 391-414.

14. Чурин Д. А. 2017. Мезомасштабная динамика вод в Антарктической части Атлантики и её влияние на распределение криля. Дисс.. канд. геогр. наук. Калининград: БФУ им. И. Канта. 146 с.

15. Akaike H. 1974. A new look at the statistical model identification // IEEE Transactions on Automatic Control. V. 19. P. 716-723.

16. Atkinson A., Hill S., Pakhomov E.A., Siegel V, Reiss C.R., Loeb V.J., Steinberg D.K., Schmidt K., Tarling G.A., Gerrish L., Sailley S.F. 2019. Krill (Euphausia superba) distribution contracts southward during rapid regional warming // Nature Climate Change. Vol. 9. P. 142-147.

17. Bargmann H.E. 1945. The development and live history of adolescent and adult krill Euphausia superba // Discovery Rep. Vol. 23. P. 103-176.

18. Brinton E., Antezana T. 1984. Structure of swarming and dispersed population of krill (Euphausia superba) in Scotia Sea and South Shetland waters during January-March 1981, determined by Bongo nets // J. of Crustacean Biology. Vol. 4 (Spec. № 1). P. 45-66.

19. CCAMLR. 2011. Scientific Observers Manual - 2011. Observation guidelines and reference material. Hobart: CCAMLR. 71 p.

20. Clowes A. J. 1934. Hydrology of the Bransfield Strait // Discovery Rep. Vol. 9. P. 1-64.

21. Everson I. 1976. Antarctic krill: a reappraisal of its distribution // Polar Record. Vol. 18. P. 15-23.

22. Gutt J., Bertler N., Bracegirdle T.S., Buschmann A., Comiso J., Hosie G., Isla E., Schloss I. R., Smith C.R., Tournadre J., Xavier J. C. 2015. The Southern Ocean ecosystem under multiple climate change stresses - an integrated circumpolar assessment // Global Change Biology. Vol.21. P. 1434-1453.

23. Hammer 0. 2018. PAST: Paleontological Studies Version 3.19: Reference Manual. Oslo: Natural History Museum. 299 p.

24. Heywood K.J., Naveira Garabato A.C., Stevens, D.P., Muench R. D. 2004. On the fate of the Antarctic Slope Front and the origin of the Weddell Front // J. of Geophysical Res. Vol. 109. P. C06021.

25. Ivanov B. G. 1970. On the biology of the Antarctic krill Euphausia superba // Marine Biology. Vol. 7. P. 340-351.

26. Kasatkina S.M., Goss C., Emery J. H., Takao Y., Litvinov F. F., Malyshko A. P., Shnar V. N., Berezhinsky O.A. 2004. A comparison of net and acoustic estimates of krill density in the Scotia Sea during the CCAMLR 2000 Survey // Deep-Sea Res. II. Vol. 51. P. 1289-1300.

27. Kilada R., Reiss C.S., King R.A., Kawaguchi S., Ichii M. 2017. Validation of band counts in eyestalks for the determination of age of Antarctic krill, Euphausia superba // PLoS One. Vol. 12 (2). P. e0171773.

28. Krueger L. 2019. Spatio-temporal trends of the Krill fisheries in the Western Antarctic Peninsula and Southern Scotia Arc // Fishery Management and Ecology. DOI: 10.1111/fme.12363Vol. 26. P. 327-333.

29. Loeb V.J. 2007. Environmental variability and the Antarctic marine ecosystem // The impact of environmental variability on ecological systems / VasseurD.N., McCann K.S. (eds). Berlin, Heidelberg, N.Y.: Springer. P. 197-225

30. Loeb V. J., Santora J. A. 2015. Climate variability and spatiotemporal dynamics of five Southern Ocean krill species // Progress in Oceanography. Vol.134/ P. 93-122.

31. Mackintosh N. A. 1972. Life cycle of Antarctic krill in relation to ice and water conditions // Discovery Rep. Vol. 36. P. 1-94.

32. Makarov R.R., Denys C. J. 1981. Stages of sexual maturity of Euphausia superba Dana // BIOMASS Handbook. Issue 11. P. 1-13.

33. Marr J. W.S. 1962. The natural history and geography of the Antarctic krill (Euphausia superba Dana) // Discovery Rep. Vol. 32. P. 3-464.

34. Melnikov I. A., Spiridonov, V.A. 1996. Antarctic krill, Euphausia superba under perennial sea ice in the western Weddell Sea // Antarctic Science. Vol. 8. P. 323-329.

35. Orsi A.H., Whitworth T. III, Nowlin W.D. Jr.1995. On the meridional extent and fronts of the Antarctic Circumpolar Current // Deep-Sea Res. Vol. 42. P. 641-673.

36. Quetin L.B., Ross R.M. 2003. Episodic recruitment in Antarctic krill Euphausia superba in the Palmer LTER study region // Marine Ecology Progress Series. Vol. 259. P. 185-200.

37. Reiss C. S. 2016. Age, growth, and mortality of Antarctic krill, Euphausia superba // Advances in Polar Ecology. Vol. 1. Biology and Ecology of Antarctic Krill. / Siegel V. (ed.). P. 101-144.

38. Schaafsma F.L., David C., Pakhomov E.A., Hunt B.P.V., Lange B.A., Flores H., van Franeker J.A. 2016. Size and stage composition of age class 0 Antarctic krill (Euphausia superba) in the ice-water interface layer during winter/early spring // Polar Biology. Vol.39. P. 1515-1526.

39. Siegel V. 1986. Untersuchungen zur Biologie des antarctischen Krill, Euphausia superba, im Bereich der Bransfield Strasse und angrenzender Gebiete // Mitteilungen des Instituts der Seefischerei Hamburg. B. 38. S. 1-24.

40. Siegel V. 1988. A concept of seasonal variation of krill (Euphausia superba) distribution and abundance west of the Antarctic Peninsula // Antarctic Ocean and resources variability. / Sahrhage D. (ed) Berlin/ Heidelberg: Springer. P. 219-230.

41. Siegel V. 2012. Krill stocks in high latitudes of the Antarctic Lazarev Sea: seasonal and interannual variation in distribution, abundance and demography // Polar Biology. Vol. 35. P. 1151-1177.

42. Siegel V, Bergstrdm B, Strdmberg J-O, Schalk P.H. 1990. Distribution, size frequencies and maturity stages of krill, Euphausia superba, in relation to sea-ice in the northern Weddell Sea // Polar Biology. Vol. 10. P. 549-557.

43. Siegel V., Kawaguchi S., Ward P., Litvinov F., Sushin V, Loeb V., Watkins J. 2004. Krill demography and large-scale distribution in the southwest Atlantic during January/February 2000 // Deep-Sea Res. II. Vol. 51. P. 1253-1273.

44. Siegel V, Watkins J.L. 2016. Distribution, biomass and demography of Antarctic Krill, Euphausia superba// Advances in Polar Ecology. Vol. 1. Biology and Ecology of Antarctic Krill / Siegel V. (ed.). P. 21-100.

45. Spiridonov V. A. 1996. A scenario of the Late-Pleistocene -Holocene changes in the distributional range of Antarctic krill, Euphausia superba // P.S.Z.N. Marine Ecology. Vol. 17. P. 519-541.

46. Tarling G.A., Fielding S. 2016. Swarming and behavior in Antarctic krill // Advances in Polar Ecology. Vol. 1. Biology and Ecology of Antarctic Krill. / Siegel V. (ed.). P. 279-320.

47. Trathan P.N., Hill S.L. 2016. The importance of krill predation in the Southern Ocean // Advances in Polar Ecology. Vol. 1. Biology and Ecology of Antarctic Krill. / Siegel V. (ed.). P. 321-350.