Connectivity is a critical property of marine fish populations as it defines population replenishment, colonization patterns and populations’ resilience to harvesting. Otolith geochemistry is one of the techniques with greatest potential to determine fish movements, especially at early life stages. The accurate use of otolith geochemical signatures as natural tags in connectivity and population structure studies is tied to a thorough assessment of the variability of these markers at different spatio-temporal scales. Additionally, understanding the relationships between otolith geochemical composition and physicochemical properties of ambient water is necessary for tracking fish movement patterns. Several otolith elemental and isotopic ratios were identified as potentially useful proxies for temperature or salinity in estuarine environment which might allow the accurate reconstruction of habitat use of juvenile Solea solea. The significant differences between the geochemical composition of otolith core and edge observed in S. solea and Merluccius merluccius were possibly related to ontogenetic and environmental factors. Otolith geochemical signatures of juvenile S. solea and Solea senegalensis varied significantly between and within years yet without interfering in the spatial discrimination of estuaries. Juvenile soles were accurately assigned to their estuaries of origin and the established geochemical signatures constitute the baseline data for assessments of connectivity between juvenile and adult populations. The estimated relative contributions from estuarine source areas to adult coastal populations allowed the successful identification of the estuarine systems that accounted most for the replenishment of adult stocks of both sole species in two years. The integration of otolith geochemistry and microsatellite DNA markers, applied in a hierarchical manner, enhanced population structure estimates of M. merluccius since the two markers act at different spatio-temporal scales. Overall, the present results should promote the development of effective conservation strategies for ecologically important habitats and integrated fisheries management plans for these commercially important speciesA conectividade é uma característica importante de populações de peixes marinhos, pois determina a reposição populacional, os padrões de colonização e a resiliência das populações à pesca. A geoquímica de otólitos é uma das técnicas com maior potencial para determinar movimentos de peixes, sobretudo nos estados de vida iniciais. A aplicação correcta das assinaturas geoquímicas de otólitos como marcadores naturais depende duma avaliação abrangente da sua variabilidade a diferentes escalas espácio-temporais. Além disso, é necessário um conhecimento sobre as relações entre a composição geoquímica e as propriedades físico-químicas da água para seguir os movimentos dos peixes. Diferentes elementos e isótopos foram identificados como potenciais indicadores de temperatura ou salinidade em estuários, que poderão permitir a determinação do padrão de utilização por habitats de juvenis de Solea solea. As diferenças significativas entre a composição geoquímica do núcleo e da margem de otólitos de S. solea e Merluccius merluccius estão provavelmente associadas a factores ontogenéticos e ambientais. As assinaturas químicas dos juvenis de S. solea e Solea senegalensis variaram significativamente entre anos e meses, porém sem interferir com a discriminação espacial entre estuários. Os juvenis foram correctamente atribuídos aos seus estuários de origem e as assinaturas estabelecidas constituem as bases de referência para avaliar a conectividade entre populações de juvenis e adultos. As estimativas de contribuições relativas das áreas estuarinas para as populações adultas na costa permitiram a identificação dos estuários que mais contribuem para a reposição dos mananciais das duas espécies de linguado em dois anos distintos. A integração de geoquímica de otólitos e marcadores genéticos melhorou as estimativas de estrutura populacional de M. merluccius, quando aplicada hierarquicamente, pois os dois marcadores naturais têm resoluções espácio-temporais diferentes. Globalmente, os resultados obtidos poderão ajudar a promover o desenvolvimento de estratégias de conservação eficientes e planos de gestão integrados para estas espécies
