10 results on '"Mitz, Charles"'
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2. Thermal dependence of size-at-hatch in the lake whitefish (Coregonus clupeaformis)
- Author
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Mitz, Charles, Thome, Christopher, Cybulski, Mary Ellen, Somers, Christopher M., Manzon, Richard G., Wilson, Joanna Y., and Boreham, Douglas R.
- Subjects
Fishes ,Embryonic development ,Earth sciences - Abstract
Lake whitefish (Coregonus clupeaformis) embryos incubated at low temperatures have a longer incubation period and hatch at a significantly greater size than those incubated at warmer temperatures. We examined hatch timing and morphological characteristics for whitefish embryos reared under different constant and varying temperatures to determine whether the thermal dependence of hatching size reflects differences in their development stage. Our results show that lake whitefish embryos hatch at different temperature-dependent developmental stages, and this is the dominant factor affecting size-at-hatch. The term 'heterograde' is proposed for the thermal dependence of hatching stage to differentiate it from hatching that occurs at a fixed developmental stage. A method to quantify this effect is given using a ratio that describes the difference in relative development at hatching between different viable constant incubation temperatures. Heterograde hatching is proposed as a possible mechanism to synchronize the timing of hatch to the break-up of winter ice cover despite variability in the date of spawning and in the onset of spring break-up. Les embryons de grand coregone (Coregonus clupeaformis) incubes a basse temperature ont une plus longue duree d'incubation et une taille significativement plus grande a l'eclosion que les embryons incubes a plus haute temperature. Nous avons examine le moment de l'eclosion et des caracteristiques morphologiques d'embryons de grand coregone eleves dans differentes conditions de temperatures constantes ou variables afin de determiner si la dependance a la temperature de la taille a l'eclosion reflete des differences de leurs stades de developpement. Nos resultats demontrent que les embryons de grand coregone eclosent a differents stades du developpement dependants de la temperature, et qu'il s'agit du principal facteur modulant la taille a l'eclosion. Le terme << heterograde >> est propose pour la dependance a la temperature du stade d'eclosion pour la distinguer de l'eclosion qui se produit toujours au meme stade de developpement. Une methode est presentee pour quantifier cet effet, qui repose sur un rapport decrivant la difference du developpement relatif au moment de l'eclosion entre differentes temperatures d'incubation constantes viables. Il est propose que l'eclosion heterograde est un mecanisme qui pourrait synchroniser le moment de l'eclosion avec celui de la debacle de la glace hivernale, en depit des variations de la date du frai et de debut de la debacle printaniere. [Traduit par la Redaction], Introduction The size of newly hatched lake whitefish (Coregonus clupeaformis) embryos is strongly temperature-dependent. Embryos incubated at low temperatures hatch at a larger size than those incubated at warmer temperatures [...]
- Published
- 2019
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3. Initial Characterization of the Growth Stimulation and Heat-Shock-Induced Adaptive Response in Developing Lake Whitefish Embryos after Ionizing Radiation Exposure
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Thome, Christopher, Mitz, Charles, Hulley, Emily N., Somers, Christopher M., Manzon, Richard G., Wilson, Joanna Y., and Boreham, Douglas R.
- Published
- 2017
4. Is There a Trade-Off between Radiation-Stimulated Growth and Metabolic Efficiency?
- Author
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Mitz, Charles, Thome, Christopher, Cybulski, Mary Ellen, Somers, Christopher M., Manzon, Richard G., Wilson, Joanna Y., and Boreham, Douglas R.
- Published
- 2017
5. Incubation of lake whitefish (Coregonus clupeaformis) embryos in cooling water discharge and the impacts of fluctuating thermal regimes on development
- Author
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Thome, Christopher, Mitz, Charles, Somers, Christopher M., Manzon, Richard G., Boreham, Douglas R., and Wilson, Joanna Y.
- Subjects
Whitefishes -- Care and treatment ,Earth sciences - Abstract
Thermal discharges released from industrial cooling water systems represent a potential environmental risk to fish species that spawn in nearshore waters. We investigated the impacts of in situ incubation of lake whitefish (Coregonus clupeaformis) embryos in the vicinity of a nuclear generating station. Over 3 consecutive years, fertilized embryos were deployed in Lake Huron using custom-built incubation chambers coupled with data loggers to monitor water temperature. Temperatures at sites in the vicinity of the thermal discharge were significantly elevated compared with reference locations, with mean winter temperatures up to 3°C warmer. Temperatures were also more variable at these sites, with a significantly greater daily temperature range and rate of change. Embryos developing at discharge sites were significantly larger with smaller yolks than those from the reference stations, suggesting an advanced growth. This increased growth was supported by thermal data, with discharge sites predicted to be more than 10% advanced based on growth rate modelling. These temperature changes and increase in development rate are below thresholds for embryonic mortality but could potentially impact posthatch larval survival. Les rejets thermiques issus de systemes de refroidissement d'eau industriels representent un risque environnemental potentiel pour les especes de poissons frayant en eaux littorales. Nous avons examine les effets de l'incubation in situ d'embryons de grand coregone (Coregonus clupeaformis) a proximite d'une centrale nucleaire. Durant 3 annees consecutives, des embryons fecondes ont ete deployes dans le lac Huron en utilisant des enceintes d'incubation faites sur mesure jumelees a des enregistreurs de donnees pour surveiller la temperature de l'eau. Les temperatures dans des sites a proximite du lieu des rejets thermiques etaient significativement plus elevees, de jusqu'a 3°C dans le cas des temperatures moyennes hivernales, que dans les sites de reference. Les temperatures etaient egalement plus variables dans ces sites, la fourchette de temperatures quotidienne et le taux de variation y etant significativement plus grands. Les embryons croissant dans des sites de rejet etaient significativement plus gros et avaient des sacs vitellins plus petits que les embryons aux stations de reference, ce qui indiquerait une croissance plus avancee. Les donnees de temperature supportent une telle croissance accrue, la modelisation du taux de croissance y predisant une croissance de plus de 10 % plus avancee que dans les sites de reference. Si ces variations de la temperature et l'augmentation du taux de developpement sont sous les seuils associes a une mortalite des embryons, elles pourraient neanmoins avoir une incidence sur la survie des larves apres l'eclosion. [Traduit par la Redaction], Introduction Many industrial processes, in particular thermal power generation, rely on natural bodies of water as part of their cooling systems. In once-through cooling, water is cycled through the plant, [...]
- Published
- 2016
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6. Modifying effects of a cobble substrate on thermal environments and implications for embryonic development in lake whitefish ( Coregonus clupeaformis )
- Author
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Thome, Christopher, primary, Laframboise, Taylor, additional, Mitz, Charles, additional, Clancy, Eric, additional, Bates, Jacob, additional, Somers, Christopher M., additional, Manzon, Richard G., additional, Wilson, Joanna Y., additional, Gunn, John M., additional, and Boreham, Douglas R., additional
- Published
- 2020
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7. TRADE-OFFS IN AN ENERGETICALLY CONSTRAINED ENVIRONMENT: EMBRYONIC DEVELOPMENT OF THE LAKE WHITEFISH (COREGONUS CLUPEAFORMIS)
- Author
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Mitz, Charles W., Boreham, Douglas R., Wilson, Joanna Y., and Medical Physics
- Subjects
radiation ,trade-offs ,hormesis ,whitefish ,growth ,gamma radiation ,Coregonus clupeaformis ,temperature - Abstract
L'exposition à des niveaux faibles de radiation ionisante est connue pour déclencher une réponse adaptative qui inclut la stimulation immunitaire et l'augmentation des effets protecteurs à long terme incluant l’amélioration de la détection et la réparation de dégâts causés à l’ADN, la croissance renforcée et la longévité. Tandis que les aspects hormetique de la réponse adaptative augmentent clairement la santé physique en présence de stress environnementaux, ils doivent la diminuer dans des conditions environnementales normales parce que les mécanismes biologiques responsables ne sont pas maintenus dans un état amélioré, mais exigent plutôt une certaine forme d'exposition sensibilisante. Il a été suggéré que la stimulation de la réponse adaptative pourrait être métaboliquement coûteuse cependant aucune mesure directe du coût métabolique de la croissance stimulée de radiation a été précédemment essayée. Cette thèse a évalué si la croissance stimulée de radiation du grand corégone (Coregonus clupeaformis) est accompagnée par un compromis dans l'efficacité métabolique ou par une augmentation durable de demandes énergiques. L'exposition à un régime fractionné de radiation ionisante d'une source de 137Cs s’est avéré stimuler considérablement la croissance dans des embryons du grand corégone comparés aux contrôles avec une augmentation correspondante de la consommation de jaune. Cependant, les mesures d'efficacité métabolique utilisant une série de temps de poids secs non préservés ont montré que la croissance stimulée était non-accompagnée par une réduction de l'efficacité métabolique. Une température moyenne exponentiellement transformée a été utilisée comme un point de référence quantitative pour évaluer la vulnérabilité du développement des embryons du grand corégone à la disparité phénologique. Le temps d’éclosion différait des prédictions de références sous des régimes thermiques asymétriquement variables. Les écarts ont été attribués aux embryons grandissant à dans un stade plus avancée de développement sous des températures basses. Le terme heterograde est proposé pour décrire la dépendance thermique dans l'étape d’éclosion qui peut avoir évolué comme un mécanisme pour synchroniser l’éclosion de larves viables pour l'augmentation de la densité de zooplancton qui accompagne le débâcle printanière Un modèle de prédiction incorporant l’éclosion heterograde a permis une amélioration significative dans l’exactitude des prédictions comparé aux modèles précédents. L'efficacité énergique a une importance particulière pour le grand corégone comme il a une des périodes d'incubation naturelles les plus longues pour un poisson d'eau douce, avec des températures d'incubation les plus basses et avec des œufs seulement 10 % de la taille de la plupart des salmonidés non-coregonine. L'évolution de mécanismes pour synchroniser l’éclosion au démantèlement de couverture de glace hivernale met en évidence la vulnérabilité du grand corégone à la disparité phénologique et ce par le développement accéléré qui cause l’éclosion asynchrone des embryons avec le démantèlement de la couverture de glace d'hiver ou par une augmentation durable de demandes énergiques qui augmentent leur vulnérabilité à la famine. L'absence de compromis mesurable dans l'efficacité métabolique indique ce dernier comme un coût général plausible de hormesis. Exposure to low levels of ionizing radiation is known to trigger an adaptive response that includes immune stimulation and the up-regulation of long-lasting protective effects including improved detection and repair of DNA damage, enhanced growth, and longevity. While the hormetic aspects of the adaptive response clearly increase fitness in the presence of environmental stresses, they must decrease fitness under normal environmental conditions because the responsible biological mechanisms are not maintained in an upregulated state but rather require some form of sensitizing exposure. It has been suggested that stimulation of the adaptive response could be metabolically costly however no direct measurement of the metabolic cost of radiation stimulated growth has been previously attempted. This thesis assessed whether radiation-stimulated growth in the lake whitefish (Coregonus clupeaformis) is accompanied by a trade-off in metabolic efficiency, or by a sustained increase in energetic demands. Exposure to a fractionated regime of ionizing radiation from a 137Cs source was found to significantly stimulate growth in lake whitefish embryos compared to controls with a corresponding increase in yolk consumption. However, measurements of metabolic efficiency using a time series of unpreserved dry weights showed that the stimulated growth was unaccompanied by a reduction in metabolic efficiency. An exponentially transformed mean temperature was used as a quantitative baseline to assess the vulnerability of developing whitefish embryos to phenological mismatch. Hatch timing was found to deviate from baseline predictions under asymmetrically variable thermal regimes. The deviations were attributed to the embryos growing to a more advanced stage of development at low temperatures. The term heterograde is proposed to describe the thermal dependency of hatching stage which may have evolved as a mechanism to synchronize the hatching of viable larvae to the increase of zooplankton density that accompanies spring break-up. A predictive model incorporating heterograde hatching yielded a significant improvement in predictive accuracy over previous models. Energetic efficiency is of particular importance to the lake whitefish as it has one of the longest natural incubation periods of any freshwater fish, at some of the lowest incubation temperatures, and with eggs only 10% the size of most non-coregonine salmonids. The evolution of mechanisms to synchronize hatching to the break-up of winter ice cover highlights the vulnerability of the lake whitefish to phenological mismatch whether through accelerated development that causes embryos to hatch asynchronously with the break-up of winter ice cover, or through a sustained increase in energetic demands that increases their vulnerability to starvation. The absence of any measurable trade-off in metabolic efficiency points to the latter as a plausible general cost of hormesis. Dissertation Doctor of Philosophy (PhD)
- Published
- 2016
8. A method to transform a variable thermal regime to a physiologically equivalent effective temperature
- Author
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Mitz, Charles, primary, Thome, Christopher, additional, Thompson, Jeroen, additional, Manzon, Richard G., additional, Wilson, Joanna Y., additional, and Boreham, Douglas R., additional
- Published
- 2017
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9. Developmental effects of the industrial cooling water additives morpholine and sodium hypochlorite on lake whitefish (Coregonus clupeaformis)
- Author
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Thome, Christopher, primary, Mitz, Charlotte, additional, Sreetharan, Shayenthiran, additional, Mitz, Charles, additional, Somers, Christopher M., additional, Manzon, Richard G., additional, Boreham, Douglas R., additional, and Wilson, Joanna Y., additional
- Published
- 2017
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10. A Self‐Contained, Controlled Hatchery System for Rearing Lake Whitefish Embryos for Experimental Aquaculture
- Author
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Mitz, Charles, primary, Thome, Christopher, additional, Cybulski, Mary Ellen, additional, Laframboise, Lisa, additional, Somers, Christopher M., additional, Manzon, Richard G., additional, Wilson, Joanna Y., additional, and Boreham, Douglas R., additional
- Published
- 2014
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