Volume 1, Number 5 (August 2011) | Research

Fish Otoliths Record Ancient Environment

By Nicole Cannarozzi

Historia en Español

Aldo talking Otoliths of catfish and cusk eel. © Photo by Nicole Cannarozzi

I am a graduate student in zooarchaeology and am currently preparing and identifying bony fish from the Gatun and Culebra formations in Panama. Many of these fossils were picked from screen washed matrix by PCP PIRE volunteers. To date, I have identified otoliths of more than 10 different species of fish from the Gatun formation.

The collections contain bony elements of various fishes but otoliths dominate the collection. Otoliths are calcium carbonate structures in the ear that function in equilibrium and sound perception. A fish's otolith records the environmental conditions in which it lived through the formation of growth structures similar to tree rings. We can extract this past environmental record using stable isotope geochemistry. Analyzing stable isotopes of oxygen and carbon from otolith carbonate can address questions regarding fresh and marine water composition, climate and seasonal changes in temperature and precipitation.

One of the most pervasive questions in tropical historical biology is how the closure of the Isthmus of Panama and associated climatic and oceanographic changes affected faunas in the Atlantic and Pacific oceans. Isotopic records from fossil fish may greatly contribute to our understanding of this phenomenon.

Spanish Version

Los otolitos de los peces registran el ambiente del pasado

Por Nicole Cannarozzi

Soy estudiante de postgrado en zooarqueología. Actualmente estoy preparando e identificando peces óseos de las formaciones Gatún y Culebra. Muchos de estos fósiles fueron encontrados por voluntarios del PCP PIRE en sedimento tamizado y lavado. Hasta la fecha, he identificado otolitos de más de 10 especies diferentes de peces de la formación Gatún.

Las colecciones contienen elementos óseos de varios peces, siendo los otolitos los que dominan dicha colección. Los otolitos son estructuras del oído de los peces compuestos por carbonato de calcio, los cuales sirven en el equilibrio y la percepción del sonido. El otolito de un pez registra las condiciones ambientales en las cuales este vivió, mediante la formación de estructuras de crecimiento similares a los anillos de los árboles. Usando geoquímica de isótopos estables, podemos extraer este registro del ambiente pasado. A través del análisis de isótopos de Oxigeno y Carbono presentes en el carbonato de los otolitos, podemos responder preguntas con respecto a la composición de las aguas dulces y marinas, cambios en el clima, así como cambios estacionales en la temperatura y precipitación.

Una de las preguntas más generalizada en la biología histórica tropical es cómo el cierre del Istmo de Panamá y los cambios climáticos y oceanográficos asociados, afectaron las faunas de los océanos Atlántico y Pacifico. El registro isotópico de los peces fósiles puede contribuir en gran manera al conocimiento de este fenómeno.

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