Translating Effects of Inbreeding Depression on Component Vital Rates to Overall Population Growth in Endangered Bighorn Sheep

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Abstract

Abstract: Evidence of inbreeding depression is commonly detected from the fitness traits of animals, yet its effects on population growth rates of endangered species are rarely assessed. We examined whether inbreeding depression was affecting Sierra Nevada bighorn sheep (Ovis canadensis sierrae), a subspecies listed as endangered under the U.S. Endangered Species Act. Our objectives were to characterize genetic variation in this subspecies; test whether inbreeding depression affects bighorn sheep vital rates (adult survival and female fecundity); evaluate whether inbreeding depression may limit subspecies recovery; and examine the potential for genetic management to increase population growth rates. Genetic variation in 4 populations of Sierra Nevada bighorn sheep was among the lowest reported for any wild bighorn sheep population, and our results suggest that inbreeding depression has reduced adult female fecundity. Despite this population sizes and growth rates predicted from matrix-based projection models demonstrated that inbreeding depression would not substantially inhibit the recovery of Sierra Nevada bighorn sheep populations in the next approximately 8 bighorn sheep generations (48 years). Furthermore, simulations of genetic rescue within the subspecies did not suggest that such activities would appreciably increase population sizes or growth rates during the period we modeled (10 bighorn sheep generations, 60 years). Only simulations that augmented the Mono Basin population with genetic variation from other subspecies, which is not currently a management option, predicted significant increases in population size. Although we recommend that recovery activities should minimize future losses of genetic variation, genetic effects within these endangered populations—either negative (inbreeding depression) or positive (within subspecies genetic rescue)—appear unlikely to dramatically compromise or stimulate short-term conservation efforts. The distinction between detecting the effects of inbreeding depression on a component vital rate (e.g., fecundity) and the effects of inbreeding depression on population growth underscores the importance of quantifying inbreeding costs relative to population dynamics to effectively manage endangered populations.

Abstract

Resumen: La evidencia de la depresión por endogamia comúnmente es detectada a partir de atributos de la adaptabilidad de animales, sin embargo sus efectos sobre las tasas de crecimiento poblacional raramente son evaluados. Examinamos si la depresión por endogamia estaba afectando a Ovis canadensis sierrae, una subespecie enlistada como en peligro en el Acta de Especies en Peligro de E.U.A. Nuestros objetivos fueron caracterizar la variación genética de esta subespecie; probar si la depresión por endogamia afecta las tasas vitales (supervivencia de adultos y fecundidad de hembras); evaluar si la depresión por endogamia puede limitar la recuperación dela subespecie y examinar el potencial para el manejo genético para incrementar las tasas de crecimiento poblacional. La variación genética en 4 subpoblaciones O. c. sierrae fue la más baja entre las reportadas para cualquier otra población silvestre de O. c. sierrae y nuestros resultados sugieren que la depresión por endogamia ha reducido la fecundidad de hembras adultas. Sin embargo, los tamaños poblacionales y tasas de crecimiento predichos por modelos de proyección matriciales demostraron que la depresión por endogamia no inhibiría sustancialmente la recuperación de O. c. sierrae en las próximas 8 generaciones (48 años). Más aun, simulaciones del rescate genético no sugirieron que tales actividades incrementarían los tamaños poblacionales o tasas de crecimiento durante el período modelado (10 generaciones, 60 años). Solo las simulaciones que aumentaron la población de Mono Basin con variación genética de otras subespecies, lo cual no es una opción de manejo actual, predijeron incrementos significativos en el tamaño poblacional. Aunque recomendamos que las actividades de recuperación deberían minimizar pérdidas futuras en la variación genética, parece poco probable que los efectos genéticos en estas poblaciones en peligro—ya sea negativas (depresión por endogamia) o positivas (rescate genético de la subespecie)—comprometan o estimulen dramáticamente los esfuerzos de conservación a corto plazo. La distinción entre la detección de los efectos de la depresión por endogamia sobre una tasa vital componente (e.g., fecundidad) y los efectos de la depresión por endogamia sobre el crecimiento poblacional resalta la importancia de cuantificar, mediante datos recolectados en campo, los costos de la endogamia en relación con la dinámica poblacional para el manejo efectivo de poblaciones en peligro.

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