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Utility of Mitochondrial DNA Barcodes in Species Conservation

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Abstract

Abstract: Molecular tools are a standard part of many conservation studies and can be informative at many different levels of analysis, although there are inherent limitations and strengths of different genes or parts of genes to inform specific questions. Animal DNA barcodes, 600- to 800-base-pair segments of the mitochondrial gene cytochrome oxidase I, have been proposed as a means to quantify global biodiversity. Although mitochondrial (mt) DNA has a long history of use at the species level, recent analyses suggest that the use of a single gene, particularly mitochondrial, is unlikely to yield data that are balanced, universally acceptable, or sufficient in taxonomic scope to recognize many species lineages. Mitochondrial and nuclear genomes have different patterns of evolution and modes of inheritance, which can result in very different assessments of biodiversity. The ramifications of choosing a particular definition of species (species concept) need to be carefully considered because current efforts have designated DNA barcodes as the universal species concept without demonstrating its superiority over preexisting concepts. The results of such a barcoding paradigm may include a failure to recognize significant portions of biodiversity or nuclear/mitochondrial mixed lineages and could spuriously focus conservation resources on populations with relatively minor mtDNA divergence. DNA barcodes are most likely to provide potentially useful information for groups that are already well studied, and such taxa do not constitute the majority of biodiversity or those in most need of research attention. DNA barcode-length sequences are an important source of data but, when used alone or out of context, may offer only a fraction of the information needed to characterize species while taking resources from broader studies that could produce information essential to robust and informed conservation decisions.

Abstract

Resumen: Las herramientas moleculares son una parte estándar de muchos estudios de conservación y pueden ser informativas en varios niveles de análisis, aunque hay limitaciones y fortalezas inherentes a diferentes genes o sus partes para informar sobre preguntas específicas. Los códigos de barras de ADN animal, 600- a 800- segmentos de pares de bases del gene mitocondrial citocromo oxidasa I, han sido propuestos como medios para la cuantificación de la biodiversidad global. Aunque el ADN mitocondrial (mt) tiene una larga historia de uso al nivel de especie, análisis recientes sugieren que es poco probable que el uso de un solo gene, particularmente mitocondrial, proporcione datos balanceados, universalmente aceptables o suficientes en su alcance taxonómico para reconocer linajes de muchas especies. Los genomas mitocondriales y nucleares tienen formas hereditarias y patrones evolutivos distintos, lo que puede resultar en evaluaciones de biodiversidad muy diferentes. Se deben considerar cuidadosamente las consecuencias de elegir una definición particular de especie (concepto de especie) porque los esfuerzos actuales han designado a los códigos de barra de ADN como el concepto universal de especie sin demostrar su superioridad sobre conceptos preexistentes. Los resultados del paradigma de los códigos de barra pueden incluir la falla en el reconocimiento de porciones significativas de linajes de biodiversidad o nucleares/mitocondriales mixtos y, artificialmente, enfocar recursos de conservación en poblaciones con menor divergencia de ADNmt relativamente. Es más probable que los códigos de barra de ADN proporcionen información potencialmente útil para grupos que ya están bien estudiados, y tales taxa no constituyen la mayor parte de la biodiversidad ni los que requieren mayor atención. Las secuencias de los códigos de barras de ADN son una fuente importante de datos pero, cuando son utilizados individualmente o fuera de contexto, pueden ofrecer solo una fracción de la información requerida para caracterizar especies al tiempo que utilizan recursos de estudios más amplios que podrían proporcionar información esencial para la toma de decisiones de conservación robustas e informadas.

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