Effective size of populations with unequal sex ratio and variation in mating success

Authors


Author's address:Tetsuro Nomura, Department of Biotechnology, Faculty of Engineering, Kyoto Sangyo University, Kyoto 603–8555, Japan; E-mail: nomurat@cc.kyoto-su.ac.jp

Summary

To estimate the effective size (Ne) of populations with unequal sex ratio, a well-known formula, Ne=4NmNf/(Nm + Nf), has been frequently used, where Nm and Nf are the numbers of male and female parents, respectively. In this paper, the formula was examined under typical mating systems in animals. It was shown that the formula holds only when there are no variations in the numbers of mates (mating success) of parents of each sex. More appropriate equations were developed by accounting for the variation in mating success. It was found that for animal populations with harem mating system, an equation Ne=4NmNf/(2Nm+Nf) gives a more accurate estimate than the well-known formula. The effective population sizes of several wild, experimental and domestic animals are estimated by applying the derived equations to the published demographic and ecological data.

Abstract

Zusammenfassung

Effektive Größe von Populationen mit ungleichem Geschlechterverhältnis und Variation im Anpaarungserfolg

Zur Schätzung der effektiven Populationsgröße (Ne) mit ungleichem Geschlechterverhältnis, wurde häufig die allgemein bekannte Formel Ne=4NmNf/(Nm + Nf) verwendet, wobei Nm und Nf die Anzahl männlicher und weiblicher Eltern bezeichnen. In diesem Artikel wurde diese Formel unter verschiedenen Anpaarungssystemen überprüft. Es wurde gezeigt, daß die Formel nur zutrifft, wenn die Anzahl der angepaarten Tiere (Anpaarungserfolg) in jedem Geschlecht nicht variieren. Es wurden genauere Gleichungen entwickelt, die den Anpaarungserfolg mitberücksichtigen. Für Tierpopulationen mit Harempaarung wurde die Gleichung Ne=4NmNf/(2Nm + Nf) als genauerer Schätzer als die allgemein bekannte Formel gefunden. Die effektive Populationsgröße mehrerer Wild-, Versuchs- und Haustierpopulationen wurden mittels der abgeleiteten Gleichung und demographischen und ökologischen Daten geschätzt.

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