Phylogenetic Comparative Methods Strengthen Evidence for Reduced Genetic Diversity among Endangered Tetrapods

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Abstract

Abstract: The fitness of species with little genetic diversity is expected to be affected by inbreeding and an inability to respond to environmental change. Conservation theory suggests that endangered species will generally demonstrate lower genetic diversity than taxa that are not threatened. This hypothesis has been challenged because the time frame of anthropogenic extinction may be too fast to expect genetic factors to significantly contribute. I conducted a meta-analysis to examine how genetic diversity in 894 tetrapods correlates with extinction threat level. Because species are not evolutionarily independent, I used a phylogenetic regression framework to address this issue. Mean genetic diversity of tetrapods, as assessed by protein heterozygosity, was 29.7–31.5% lower on average in threatened species than in their nonthreatened relatives, a highly significant reduction. Within amphibians as diversity decreased extinction risk increased in phylogenetic models, but not in nonphylogenetic regressions. The effects of threatened status on diversity also remained significant after accounting for body size in mammals. These results support the hypothesis that genetic effects on population fitness are important in the extinction process.

Abstract

Resumen: Se espera que la adaptabilidad de una especie con poca diversidad genética sea afectada por la endogamia y una incapacidad para responder a cambios ambientales. La teoría de la conservación sugiere que las especies en peligro generalmente muestran menor diversidad genética que taxa que no están amenazados. Esta hipótesis ha sido cuestionada porque el período de tiempo de la extinción antropogénica puede ser muy rápido para esperar que los factores genéticos contribuyan significativamente. Realice un meta-análisis para examinar cómo se correlaciona la diversidad genética de 894 tetrápodos con el nivel de amenaza de extinción. Debido a que las especies no son independientes evolutivamente, utilice un marco de regresión filogenética para abordar este tema. La media de la diversidad genética de tetrápodos, medida como la heterocigosidad de proteínas, fue 29.7–31.5% menor en las especies amenazadas que en sus parientes no amenazados, una reducción altamente significativa. En anfibios, a medida que disminuía la diversidad el riesgo de extinción incrementaba en los modelos filogenéticos, pero no en las regresiones no filogenéticas. El efecto del estatus de amenaza sobre la biodiversidad también permaneció significativo después de considerar el tamaño corporal de mamíferos. Estos resultados dan soporte a la hipótesis de que los efectos genéticos sobre la adaptabilidad de la población son importantes en el proceso de extinción.

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