Modeling Problems in Conservation Genetics Using Captive Drosophila Populations: Consequences of Equalization of Family Sizes

Authors


*Correspondence should be sent to this author.

Abstract

Equalization of family sizes is recommended for use in captive breeding programs, as it is predicted to double effective population sizes, reduce inbreeding, and slow the loss of genetic variation. The effects of maintaining small captive populations with equalization of family sizes versus random choice of parents on levels of inbreeding genetic variation, reproductive fitness, and effective population sizes (Ne) were evaluated in 10 lines of each treatment maintained with four pairs of parents per generation. The mean inbreeding coefficient (F) increased at a significantly slower rate with equalization than with random choice (means of 0.35 and 0.44 at generation 10). Average heterozygosities at generation 10, based on six polymorphic enzyme loci, were significantly higher with equalization (0.149) than with random choice (0.085), compared to the generation 0 level of 0.188. The competitive index measure of reproductive fitness at generation 11 was more than twice as high with equalization as with random choice, both being much lower than in the outbred base population. There was considerable variation among replicate lines within treatments in all the above measures and considerable overlap between lines from the two treatments. Estimates of Ne for equalization were greater than those for random choice, whether estimated from changes in average heterozygosities or from changes in F. Equalization of family sizes can be unequivocally recommended for use in the genetic management of captive populations.

Abstract

La igualación del tamaño familiar es recomendado para ser usado en programas de cría en cautiverio dado que se predice que duplicaría el tamaño poblacional efectivo, reduciría la consanguinidad y retardaría la pérdida de variabilidad genética. Los efectos de mantener pequeños tamaños poblacionales con igualación del tamaño familiar, en oposición a la elección al azar de los progenitores, sobre los niveles de consanguinidad, variación genética, fitness reproductivo y tamaño poblacional efectivo fueron evaluados en 10 linajes de cada tratamiento mantenido con cuatro pares de progenitores por generación. Los coeficientes de consanguinidad promedio aumentaron más lentamente en los tratamientos con igaulación del tamaño familiar que en aquellos con elección al azar (medias de 0.35 y 0.44 en la generación 10, respectivamente). La heterozigocidad promedio en la generiación 10, basado en sies loci polimórficos de enzimas, fue significativamente más alta con igualación del tamaño familiar (0.149) que con elección al azar (0.085), comparados con el la generación 0 que fue de 0.188. La medida del índice competitivo del fitness reproductivo en la generación 11 obtenidos en el tratamiento con igualación fue mas del doble que la obtenida en el tratamiento con eleccion al azar, siendo ambas mucho mas bajas que en la población exogámica de base. Hubo una variación considerable entre las réplicas de los linajes dentro de cada tratamiento y un solapamiento considerable entre los linajes de los dos tratamientos para todas las medidas antes mencionadas. Las estimaciones del tamaño poblacional efectivo en el tratamiento con igualación fueron mayores que aquellas obtenidas en el tratamiento con elección al azar, tanto si fueron estimados a partir de cambios en la heterocigocidad promedio como si fueron estimados a partir de cambios en el coeficiente de consanguinidad. El uso de las igualación del tamaño familiar en el manejo genético de poblaciones cautivas puede ser recomendado innequívocamente.

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