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Effectiveness of Conservation Targets in Capturing Genetic Diversity


  • Maile C. Neel,

    Corresponding author
    1. Department of Botany and Plant Sciences, University of California, Riverside, CA 92521–1024, U.S.A.
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  • Michael P. Cummings

    1. The Josephine Bay Paul Center for Comparative Molecular Biology and Evolution, Marine Biological Laboratory, 7 MBL Street, Woods Hole, MA 02543–1015, U.S.A.
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‡Current address: Department of Natural Resources Conservation, Holdsworth Natural Resources Center, University of Massachusetts, Amherst, MA 01003, U.S.A., email


Abstract: Any conservation actions that preserve some populations and not others will have genetic consequences. We used empirical data from four rare plant taxa to assess these consequences in terms of how well allele numbers ( all alleles and alleles occurring at a frequency openface>0.05 in any population ) and expected heterozygosity are represented when different numbers of populations are conserved. We determined sampling distributions for these three measures of genetic diversity using Monte Carlo methods. We assessed the proportion of alleles included in the number of populations considered adequate for conservation, needed to capture all alleles, and needed to meet an accepted standard of genetic-diversity conservation of having a 90–95% probability of including all common alleles. We also assessed the number of populations necessary to obtain values of heterozygosity within ±10% of the value obtained from all populations. Numbers of alleles were strongly affected by the number of populations sampled. Heterozygosity was only slightly less sensitive to numbers of populations than were alleles. On average, currently advocated conservation intensities represented 67–83% of all alleles and 85–93% of common alleles. The smallest number of populations to include all alleles ranged from 6 to 17 ( 42–57% ), but <0.2% of 1000 samples of these numbers of populations included them all. It was necessary to conserve 16–29 ( 53–93% ) of the sampled populations to meet the standard for common alleles. Between 20% and 64% of populations were needed to reliably represent species-level heterozygosity. Thus, higher percentages of populations are needed than are currently considered adequate to conserve genetic diversity if populations are selected without genetic data.


Resumen: Cualquier acción de conservación que preserve algunas poblaciones y no otras tendrá consecuencias genéticas. Utilizamos datos empíricos de cuatro taxones de plantas raras para evaluar estas consecuencias en términos de lo bien representados que están los números de alelos ( todos los alelos ocurriendo a una frecuencia>0.05 en cualquier población ) y la heterocigosidad esperada cuando se conservan diferentes números de poblaciones. Las distribuciones de muestreo de estas tres medidas de la diversidad genética fueron determinadas utilizando métodos Monte Carlo. Evaluamos la proporción de alelos incluida en números de poblaciones: consideradas adecuadas para la conservación; requeridas para capturar todos los alelos; y las requeridas para alcanzar un estándar de conservación de diversidad genética aceptable del 90–95% de probabilidad de incluir todos los alelos comunes. También evaluamos el número de poblaciones necesarias para obtener valores de heterocigosidad que caigan dentro de ±10% del valor obtenido de todas las poblaciones. Los números de alelos fueron afectados significativamente por el número de poblaciones muestreadas. La heterocigosidad solo fue ligeramente menos sensible a los números de poblaciones de lo que fueron los alelos. Las intensidades de conservación propugnadas actualmente representaron en promedio el 67–83% de todos los alelos y el 85–93% de los alelos comunes. El menor número de poblaciones para incluir a todos los alelos varió de 6 a 17 ( 42–57% ), pero <0.2% de 1000 muestras de esos números de poblaciones los incluyó a todos. Fue necesario conservar de 16 a 29 ( 53–93% ) de las poblaciones muestreadas para alcanzar el estándar para los alelos comunes. Se requirió entre 20% y 64% de las poblaciones para representar la heterocigosidad a nivel de especie confiablemente. Por lo tanto, se requieren mayores porcentajes de poblaciones que los actualmente considerados adecuados para conservar la diversidad genética si las poblaciones son seleccionadas sin datos genéticos.