Dynamics of Hybridization and Introgression in Red Wolves and Coyotes

Authors


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Abstract

Abstract: Hybridization and introgression are significant causes of endangerment in many taxa and are considered the greatest biological threats to the reintroduced population of red wolves (Canis rufus) in North Carolina (U.S.A.). Little is known, however, about these processes in red wolves and coyotes (C. latrans). We used individual-based simulations to examine the process of hybridization and introgression between these species. Under the range of circumstances we considered, red wolves in colonizing and established populations were quickly extirpated, persisted near the carrying capacity, or had intermediate outcomes. Sensitivity analyses suggested that the probabilities of quasi extinction and persistence of red wolves near the carrying capacity were most affected by the strength of two reproductive barriers: red wolf challenges and assortative mating between red wolves and coyotes. Because model parameters for these barriers may be difficult to estimate, we also sought to identify other predictors of red wolf population fate. The proportion of pure red wolves in the population was a strong predictor of the future probabilities of red wolf quasi extinction and persistence. Finally, we examined whether sterilization can be effective in minimizing introgression while allowing the reintroduced red wolf population to grow. Our results suggest sterilization can be an effective short-term strategy to reduce the likelihood of extirpation in colonizing populations of red wolves. Whether red wolf numbers are increased by sterilization depends on the level of sterilization effort and the acting reproductive barriers. Our results provide an outline of the conditions likely required for successful reestablishment and long-term maintenance of populations of wild red wolves in the presence of coyotes. Our modeling approach may prove generally useful in providing insight into situations involving complex species interactions when data are few.

Abstract

Resumen: La hibridación y la introgresión son causas significativas de peligro en muchos taxa y son consideradas como las mayores amenazas biológicas para las poblaciones reintroducidas de lobos rojos (Canis rufus) en Carolina del Norte (E.U.A.). Sin embargo, se conoce poco sobre estos procesos en lobos rojos y coyotes (C. latrans). Utilizamos simulaciones basadas en individuos para examinar los procesos de hibridación e introgresión entre estas dos especies. Bajo el rango de circunstancias que consideramos, los lobos rojos eran extirpados rápidamente de poblaciones colonizadoras y establecidas, persistían cerca de la capacidad de carga, o tenían resultados intermedios. Los análisis de sensibilidad sugirieron que las probabilidades de cuasi extinción y persistencia de lobos rojos cerca de la capacidad de carga se vieron afectadas por la fortaleza de dos barreras reproductivas: retos de los lobos rojos y apareamiento concordante entre lobos rojos y coyotes. Debido a que la estimación de los parámetros de estas barreras en el modelo puede ser difícil, también buscamos identificar otros predictores de las probabilidades futuras de la cuasi extinción y persistencia de lobos rojos. Finalmente, examinamos si la esterilización puede ser efectiva para minimizar la introgresión y al mismo tiempo permita que crezca la población reintroducida de lobos rojos. Nuestros resultados sugieren que la esterilización puede ser una estrategia efectiva a corto plazo para reducir la probabilidad de extirpación en poblaciones de lobos rojos colonizadoras. El incremento del número de lobos rojos debido a la esterilización depende del nivel de esfuerzo de esterilización y de las barreras reproductivas activas. Nuestros resultados proporcionan un bosquejo de las condiciones requeridas para el reestablecimiento exitosos y mantenimiento a largo plazo de poblaciones de lobos rojos silvestres en presencia de coyotes. Nuestro modelo puede ser útil para el entendimiento de situaciones que involucran interacciones complejas entre especies y los datos son escasos.

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