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Genetic structure of Eurasian otter (Lutra lutra, Carnivora: Mustelidae) populations from the western Baltic sea region and its implications for the recolonization of north-western Germany

Authors


Corresponding author: Frank E. Zachos (fzachos@zoologie.uni-kiel.de)
Contributing authors: Ann-Christin Honnen (ac-ho@web.de), Britt Petersen (b.petersen@ikmb.uni-kiel.de), Leena Kaßler (leena.kassler@gmx.de), Morten Elmeros (elm@dmu.dk), Anna Roos (anna.roos@nrm.se), Robert S. Sommer (r.sommer@ecology.uni-kiel.de)

Abstract

We analysed 229 Eurasian otters from eastern and north-western Germany, Denmark and southern Sweden based on sequences of the mtDNA control region and genotypes at 12 polymorphic nuclear microsatellite loci. The main focus of the study lay on the north-west German otters from Schleswig-Holstein, which represent a newly established and expanding population recolonizing a formerly inhabited region, thereby closing the distributional gap between the large eastern population and the long-isolated and genetically depleted Danish population. As found before in this species, mtDNA variability was very low but we identified a hitherto unknown haplotype in Sweden. Expected heterozygosities were between 0.46 and 0.69 and thus within the range known from the literature. There were only weak signs of a founder effect in the Schleswig-Holstein otters with respect to allelic diversity (but not heterozygosity). Nevertheless, there was a statistically significant bottleneck signal based on deviations from mutation-drift equilibrium in Schleswig-Holstein. All statistical approaches (amovas, factorial correspondence analysis, assignment tests and Bayesian structure analysis) unequivocally showed that north-western Germany has so far been predominantly recolonized by otters of east German origin, but we also found evidence of admixture through immigration from Denmark. Both the Danish and the north-west German otter population will benefit from further exchange in the wake of the ongoing range expansion.

Zusammenfassung

Insgesamt 229 Fischotter aus dem Osten und Nordwesten Deutschlands sowie aus Dänemark und Südschweden wurden auf der Basis von Sequenzen der mitochondrialen Kontrollregion und Genotypen an 12 polymorphen nukleären Mikrosatellitenloci populationsgenetisch untersucht. Hauptaugenmerk lag auf dem Bestand in Schleswig-Holstein, der in jüngster Zeit neu etabliert wurde und sich weiterhin ausbreitet. Damit schließt dieser die Verbreitungslücke zwischen der großen Population im Osten und den lange isolierten und genetisch verarmten Ottern in Dänemark. Im Einklang mit früheren Studien war die Variabilität des mitochondrialen Markers sehr gering; es wurde jedoch ein bisher unbekannter Haplotyp in Schweden nachgewiesen. Die erwartete Heterozygotie lag mit Werten zwischen 0.46 und 0.69 im für Fischotter üblichen Bereich. Es gab schwache Anzeichen eines Gründereffektes für Schleswig-Holstein in Bezug auf Alleldiversität, nicht jedoch Heterozygotie. Dennoch war ein Bottleneck-Test basierend auf Abweichungen vom Mutationsdrift-Gleichgewicht für Schleswig-Holstein statistisch signifikant. Alle statistischen Verfahren (amovas, FCA, Assignment-Tests und Bayesianische Structure-Analyse) zeigten, dass Nordwestdeutschland bisher überwiegend vom Osten her wiederbesiedelt wird, doch wurden auch genetische Spuren einer Immigration aus Dänemark gefunden. Sowohl die dänische als auch die nordwestdeutsche Fischotterpopulation werden von einem weiteren genetischen Austausch im Zuge der gegenwärtigen Ausbreitung profitieren.

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