Implications of Hybridization between Introduced and Resident Orconectes Crayfishes

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Abstract

Abstract: One of the most imperiled taxonomic groups in North American freshwaters is that of crayfish ( Decapoda: Astacoidea): over 30% of the 390 species are threatened or endangered. This situation is globally significant because 80% of the world's crayfish species are North American. Few studies have examined the environmental changes that most threaten crayfish biodiversity, but competition and hybridization with non-native crayfishes appear to be among the most important threats to native crayfishes. The rusty crayfish, Orconectes rusticus, native to southwestern Ohio has been introduced widely throughout the United States and is displacing two resident taxa, O. propinquus and O. virilis, in northern Wisconsin. Using morphological and allozyme comparisons of crayfish from allopatric and sympatric populations, we tested whether O. rusticus is hybridizing with the resident crayfishes in northern Wisconsin. We found no evidence of hybridization between O. virilis and either O. rusticus or O. propinquus. In contrast, numerous morphologically intermediate crayfish between O. rusticus and O. propinquus occurred at sympatric sites, and many of these individuals possessed allozymes diagnostic for both species in allopatry. Over 6% of the crayfish at one sympatric site were putative F1 hybrids, 4% were putative F2 individuals ( hybrid × hybrid origin), and 13% were putative backcrosses (  product of hybrid × parental matings). This is the first genetic documentation of hybridization between a resident and invading crayfish. Our results suggest that genetic mechanisms play a role in the extirpation of O. propinquus by O. rusticus and are consistent with observations of other researchers suggesting that hybridization with non-native species is common among crayfishes at many other locations. High rates of endemism and widespread introductions of non-native crayfish suggest that invasions and hybridization are a major threat to crayfish biodiversity.

Abstract

Resumen: Uno de los grupos taxonómicos de aguas dulces de Norteamérica en mayor peligro son los langostinos (  Decapoda: Astacoidea); más del 30% de las 390 especies están amenazadas o en peligro de extinción. Esta situación es globalmente significativa porque 80% de las especies de langostinos son norteamericanas. Pocos estudios han examinado los cambios ambientales que más amenazan la biodiversidad de langastinas, pero la competencia e hibridación con especies de langostinos no nativas parecen ser una de las amenazas más importantes para los langostinos nativos. El langostino Orconectes rusticus, nativo del surweste de Ohio, ha sido introducido ampliamente en los Estados Unidos y está desplazando a dos taxones residentes O. propinquus y O. virilis, en el norte de Wisconsin. Mediante comparaciones morfológicas y de alozimas de langostinos de poblaciones alopátricas y simpátricas examinamos si O. rusticus se está hibridando con langostinos residentes en el norte de Wisconsin. No encontramos evidencia de hibridación entre O. virilis y O. rusticus u O. propinquus. En contraste, numerosos langostinos morfológicamente intermedios entre O. rusticus y O. propinquus ocurrieron en sitios simpátricos, y muchos de esos individuos presentaron alozimas características de ambas especies en alopatría. Más del 6% de langostinos en un sitio simpátrico fueron híbridos F1 putativos, 4% fueron individuos F2 putativos (de origen híbrido × híbrido) y 13% fueron retrocruzas putativas (  producto de híbrido × padres). Esta es la primera documentación genética de la hibridación entre langostinos residentes e introducidos. Nuestros resultados sugieren que los mecanismos genéticos juegan un papel en la extirpación de O. propinquus por O. rusticus y son más consistentes con observaciones de otros investigadores que sugieren que la hibridación con especies no nativas es común en langostinos en muchas otras localidades. Las altas tasas de endemismo y la introducción de langostinos no nativos sugieren que las invasiones y la hibridación son una amenaza importante para la biodiversidad de langostinos.

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