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Establishing Causes of Eradication Failure Based on Genetics: Case Study of Ship Rat Eradication in Ste. Anne Archipelago

Authors

  • JAWAD ABDELKRIM,

    Corresponding author
    1. UMR 7138: CNRS, IRD, Muséum National d'Histoire Naturelle, Université de Paris 6, Systématique, Adaptation, Evolution, Département de Systématique et Evolution, Muséum National d'Histoire Naturelle, 43 rue Cuvier, F-75003 Paris, France
    2. Equipe “Gestion des Populations Invasives,” Institut National de la Recherche Agronomique, Station SCRIBE, Campus de Beaulieu, F-35042 Rennes, France
    3. Molecular Ecology Laboratory, Biological Sciences, University of Canterbury, Private bag 4800, Christchurch, New Zealand
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  • MICHEL PASCAL,

    1. Equipe “Gestion des Populations Invasives,” Institut National de la Recherche Agronomique, Station SCRIBE, Campus de Beaulieu, F-35042 Rennes, France
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  • SARAH SAMADI

    1. UMR 7138: CNRS, IRD, Muséum National d'Histoire Naturelle, Université de Paris 6, Systématique, Adaptation, Evolution, Département de Systématique et Evolution, Muséum National d'Histoire Naturelle, 43 rue Cuvier, F-75003 Paris, France
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email jawad@mnhn.fr

Abstract

Abstract: Determining the causes of a failed eradication of a pest species is important because it enables an argued adjustment of the methodologies used and the improvement of the protocols for future attempts. We examined how molecular monitoring can help distinguish between the two main reasons for an eradication failure (i.e., survival of some individuals vs. recolonization after eradication). We investigated genetic variation in seven microsatellite loci in ship rat (Rattus rattus) populations from four islets off the Martinique coast (French Caribbean). In 1999 an eradication attempt was conducted on the four islets. Three years later rats were observed again on two of them. We compared the genetic signatures of the populations before and after the eradication attempt. On one of the islands, the new rat population was likely a subset of the pre-eradication population. A weak genetic differentiation was found between them, with almost no new alleles observed in the new population and moderate FST values (0.15). Moreover, assignment procedures clustered the two populations together. In contrast, on the other islet, many new alleles were observed after the eradication attempt, resulting in an increase in genetic diversity (from 2.57 to 3.57 mean number of alleles per locus) and strong FST values (0.39). Moreover, genetic clustering clearly separated the two samples (i.e., before and after the eradication attempt) in two different populations. Thus, to achieve long-term eradication on these islets, it seems necessary to redevelop the eradication procedure to avoid individuals surviving and to prevent reinvasion, probably from the mainland, by installing permanent trapping and poisoning devices and conducting regular monitoring. We strongly encourage wildlife managers conducting eradication campaigns to integrate molecular biological tools in their protocols, which can be done easily for most common invasive species.

Abstract

Resumen: La determinación de las causas de la erradicación fallida de una especie plaga es importante porque permite un ajuste documentado a los métodos utilizados y el mejoramiento de los protocolos para intentos futuros. Examinamos como el monitoreo molecular puede ayudar a distinguir entre las dos causas de una erradicación fallida (i. e., supervivencia de algunos individuos vs. recolonización después de la erradicación). Investigamos la variación genética en siete loci microsatélites en poblaciones de Rattus rattus en cuatro islotes en la costa de Martinica (Caribe Francés). En 1999 se realizó un intento de erradicación en los cuatro islotes. Tres años después, nuevamente había ratas en dos de ellos. Comparamos las firmas genéticas de las poblaciones antes y después del intento de erradicación. En uno de los islotes, la población de ratas nueva probablemente era un subconjunto de la población anterior a la erradicación. Encontramos una débil diferenciación genética entre ellas, casi no hubo alelos nuevos en la población nueva y los valores de FST fueron moderados (0.15). Más aun, los procedimientos de clasificación juntaron a las dos poblaciones. En contraste, en el otro islote, se observaron muchos alelos nuevos después del intento de erradicación, lo que resultó en un incremento de la diversidad genética (de 2.57 a 3.57 número promedio de alelos por locus) y valores altos de FST (0.39). Más aun, el agrupamiento genético claramente separó las dos muestras (i. e., antes y después del intento de erradicación) en dos poblaciones diferentes. Por lo tanto, para lograr la erradicación a largo plazo en estos islotes, parece que es necesario rediseñar el procedimiento de erradicación para evitar la supervivencia de organismos y para prevenir la reinvasión, probablemente desde tierra firme, mediante la instalación de dispositivos permanentes de trampeo y envenenamiento y la realización de monitoreos frecuentes. Exhortamos firmemente a los gestores de vida silvestre que realizan campañas de erradicación a que integren herramientas de biología molecular en sus protocolos, lo cual se hace fácilmente con la mayoría de las especies invasoras comunes.

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