Selection in Captivity during Supportive Breeding May Reduce Fitness in the Wild

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Abstract

Abstract: I used a quantitative genetic model to explore the effects of selection on the fitness of a wild population subject to supportive breeding. Supportive breeding is the boosting of a wild population's size by breeding part of the population in captivity and releasing the captive progeny back into the wild. The model assumes that a single trait is under selection with different optimum trait values in the captive and wild environments. The model shows that when the captive population is closed to gene flow from the wild population, even low levels of gene flow from the captive population to the wild population will shift the wild population's mean phenotype so that it approaches the optimal phenotype in captivity. If the captive population receives gene flow from the wild, the shift in the wild population's mean phenotype becomes less pronounced but can still be substantial. The approach to the new mean phenotype can occur in less than 50 generations. The fitness consequences of the phenotypic shift depend on the details of the model, but a>30% decline in fitness can occur over a broad range of parameter values. The rate of gene flow between the two environments, and hence the outcome of the model, is sensitive to the wild environment's carrying capacity and the population growth rate it can support. The results have two important implications for conservation efforts. First, they show that selection in captivity may significantly reduce a wild population's fitness during supportive breeding and that even continually introducing wild individuals into the captive population will not eliminate this effect entirely. Second, the sensitivity of the model's outcome to the wild environment's quality suggests that conserving or restoring a population's habitat is important for preventing fitness loss during supportive breeding.

Abstract

Resumen: Se empleó un modelo genético cuantitativo para explorar los efectos de la selección en la adaptabilidad de una población silvestre sujeta a reproducción de apoyo. La reproducción de apoyo involucra el fomento del tamaño poblacional silvestre mediante la reproducción de parte de la población en cautiverio y la liberación de progenie cautiva al medio silvestre. El modelo asume que una sola característica se encuentra bajo selección con diferentes valores óptimos de esta característica en los ambientes de cautiverio y silvestres. El modelo muestra que cuando la población cautiva está cerrada al flujo de genes de la población silvestre, aún niveles bajos de flujo de genes de la población cautiva a la población silvestre sesgaría la media del fenotipo de la población silvestre de tal manera que se aproxime al óptimo del fenotipo en cautiverio. Si la población cautiva recibe un flujo de genes de la población silvestre, el sesgo del fenotipo promedio de la población silvestre sería menos pronunciado pero aún sustancial. El acercamiento a la nueva media del fenotipo puede ocurrir en menos de 50 generaciones. Las consecuencias de adaptación del sesgo del fenotipo depende de los detalles del modelo, pero puede ocurrir una disminución de hasta <30% en la adaptabilidad en un rango amplio de valores de parámetros. La tasa de flujo de genes entre los dos ambientes y por lo tanto el producto del modelo es sensible a la capacidad de carga del ambiente silvestre y de la tasa de crecimiento poblacional que puede soportar. Los resultados tienen dos implicaciones importantes para los esfuerzos de conservación. Primero, muestran que la selección en cautiverio puede reducir significativamente la adaptación de una población durante reproducción de apoyo y que aunque se introduzcan continuamente individuos silvestres a la población cautiva, no se eliminaría completamente este efecto. Segundo, la sensibilidad del resultado del modelo a la calidad del ambiente silvestre sugiere que la conservación o restauración de la calidad del hábitat silvestre es importante para prevenir la pérdida de adaptabilidad durante la reproducción de apoyo.

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