Rapid Evolution in the Wild: Changes in Body Size, Life-History Traits, and Behavior in Hunted Populations of the Japanese Mamushi Snake

Authors

  • KIYOSHI SASAKI,

    Corresponding author
    1. Department of Zoology, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078, U.S.A.
      *Current address: Department of Biology, Loyola College in Maryland, 4501 North Charles Street, Baltimore, MD 21210, U.S.A., email kiyoshisasaki@yahoo.com
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  • STANLEY F. FOX,

    1. Department of Zoology, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078, U.S.A.
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  • DAVID DUVALL

    1. Department of Zoology, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078, U.S.A.
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*Current address: Department of Biology, Loyola College in Maryland, 4501 North Charles Street, Baltimore, MD 21210, U.S.A., email kiyoshisasaki@yahoo.com

Abstract

Abstract: Rapid evolution caused by human exploitation of wildlife is not usually addressed in studies of the impacts of such exploitation despite its direct relevance to population persistence. Japanese mamushi (Gloydius blomhoffii), an endemic venomous snake of the Japanese archipelago, has been heavily hunted by humans, and many populations appear to be declining or are already extirpated. We compared local populations that have been hunted regularly with populations that have not been hunted. Mamushi in hunted populations were smaller, had fewer vertebrae, produced more and smaller offspring, had increased reproductive effort among smaller females, and in nature fled at greater distances from an approaching human and were less defensive than mamushi in unhunted populations, as predicted from life-history theory. Heritability estimates for body size, number of vertebrae, and antipredator behavior were statistically significant, and neonates from hunted sites showed the same distribution of altered characters (compared with those from unhunted sites) as adults. Thus, distribution of the divergent trait between hunted and unhunted sites appeared in part to be genetically based, which suggests rapid evolution to human predation pressures. Trait distributions in hunted populations probably deviate from naturally (as opposed to anthropogenically) selected optima and, therefore, may have long-term negative repercussions on population persistence. Because rapid evolution affects a suite of parameters that characterize exploited populations, accurate understanding of the impacts of exploitation and effective resource management and conservation can only be achieved if evolutionary consequences are considered explicitly.

Abstract

Resumen: La evolución rápida causada por la explotación de vida silvestre por humanos generalmente no es atendida en estudios de los impactos de tal explotación no obstante su relevancia directa para la persistencia de la población. La mamushi japonesa (Gloydius blomhoffii), una serpiente venenosa endémica del archipiélago japonés, ha sido cazada intensamente por humanos, y muchas poblaciones parecen estar declinando o han sido extirpadas. Comparamos poblaciones locales que han sido cazadas regularmente con poblaciones que no han sido cazadas. Las mamushi en las poblaciones cazadas fueron más pequeñas, tuvieron menos vértebras, produjeron menos crías y más pequeñas, tuvieron un mayor esfuerzo reproductivo en hembras más pequeñas y huían a mayores distancias de un humano acercándose y fueron menos defensivos que las mambushi en poblaciones no cazadas, como se preve en la teoría de la historia de vida. Las estimaciones de heredabilidad del tamaño corporal, el número de vértebras y la conducta anti depredadora fueron significativas estadísticamente, y los neonatos de los sitios cazados mostraron la misma distribución de caracteres alterados (en comparación con la de neonatos de sitios no cazados) que los adultos. Por lo tanto, la distribución del carácter divergente entre los sitios cazados y los no cazados en parte parece estar basada genéticamente, lo cual sugiere la evolución rápida ante las presiones de depredación humanas. Las distribuciones de caracteres en las poblaciones cazadas probablemente se desvían de las óptimas seleccionadas naturalmente (contrariamente a antropogénicamente) y, por lo tanto, pueden tener repercusiones negativas a largo plazo sobre la persistencia de la población. Debido a que la evolución rápida afecta a un conjunto de parámetros que caracterizan a las poblaciones explotadas, solo se podrá lograr un entendimiento preciso de los impactos de la explotación y un manejo y conservación eficientes sí las consecuencias evolutivas son consideradas explícitamente.

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