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Application of Genetic Bottleneck Testing to the Investigation of Amphibian Declines: a Case Study with Natterjack Toads

Authors


* email t.j.c.beebee@sussex.ac.uk

Abstract

Abstract: Declines of amphibians are causing widespread concern and in some cases have been explained by factors such as climate change and the spread of microbial pathogens. A problem remains, however, in the unequivocal demonstration of decline in situations where populations may be undergoing natural fluctuations in abundance. We describe the application of a genetic test for bottlenecks (Cornuet & Luikart 1996) that should distinguish between natural oscillations and true population declines. British natterjack toads (  Bufo calamita ) provide examples of populations that have not declined in recent decades, populations that have declined, and populations in which trends are unclear. Microsatellite allele frequency data from these populations were tested for heterozygote excess and shifts in allele frequency distributions, and inferences from these computations about bottlenecks (i.e., persistently smaller population sizes than the recent means) were compared with demographic information. The genetic test correctly identified bottlenecks and should therefore prove useful in demonstrating whether amphibian declines have occurred where long-term demographic time series are not available.

Abstract

Resumen:Las disminuciones de anfibios están causando una preocupación generalizada y en algunos casos han sido explicadas por factores como el cambio climático y la dispersión de microbios patógenos. Sin embargo, persiste un problema en la demostración inequívoca de disminuciones en situaciones donde las poblaciones podrían estar atravesando por una fluctuación natural en su abundancia. Nosotros describimos la aplicación de una prueba genética para cuellos de botella (Cornuet & Luikart 1996) que distinguiría entre oscilaciones naturales y disminuciones poblacionales verdaderas. Los sapos británicos (      Bufo calamita ) proveen ejemplos de poblaciones que no han disminuido en décadas recientes, poblaciones que han disminuido y poblaciones con tendencias poco claras. Los datos de frecuencias de alelos microsatélite de estas poblaciones fueron evaluados para determinar el exceso de heterocigotos y giros en las distribuciones de frecuencias de alelos, las inferencias de estos cálculos sobre los cuellos de botella (tamaños poblacionales persistentemente más pequeños que las medias recientes) fueron comparadas con la información demográfica. La prueba genética identificó correctamente los cuellos de botella y por lo tanto mostró ser útil para determinar si han ocurrido disminuciones de anfibios donde no se dispone de series de tiempo de largo plazo.

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