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Keywords:

  • annual effective size;
  • Austrian dragonhead;
  • Dracocephalum austriacum;
  • elasticity analysis;
  • generation time;
  • matrix population models;
  • overlapping generations;
  • population viability analysis
  • análisis de elasticidad;
  • análisis de viabilidad poblacional;
  • Dracocephalum austriacum;
  • generaciones sobrepuestas;
  • modelos poblacionales matriciales;
  • tamaño efectivo anual;
  • tiempo generacional

Abstract: Effective population size (Ne) determines the strength of genetic drift and can influence the level of genetic diversity a population can maintain. Assessing how changes in demographic rates associated with environmental variables and management actions affect Ne thus can be crucial to the conservation of endangered species. Calculation of Ne through demographic models makes it possible to use elasticity analyses to study this issue. The elasticity of Ne to a given vital rate is the proportional change in Ne associated with a proportional increase in that vital rate. In addition, demographic models can be used to study Ne and population growth rate (λ) simultaneously. Simultaneous examination is important because some vital rates differ diametrically in their associations with λ and Ne. For example, in some cases increasing these vital rates increases λ and decreases Ne. We used elasticity analysis to study the effect of stage-specific survival and flowering rates on Ne, annual effective population size (Na), and λ in seven populations of the endangered plant Austrian dragonhead (Dracocephalum austriacum). In populations with λ≥ 1, the elasticities of Neand Na were similar to those of λ. Survival rates of adults were associated with greater elasticities than survival rates of juveniles, flowering rates, or fecundity. In populations with λ < 1, Neand Na exhibited greater elasticities to juvenile than to adult vital rates. These patterns are similar to those observed in other species with similar life histories. We did not observe contrasting effects of any vital rate on λ and Ne; thus, management actions that increase the λ of populations of Austrian dragonhead will not increase genetic drift. Our results show that elasticity analyses of Neand Na can complement elasticity analysis of λ. Moreover, such analyses do not require more data than standard matrix models of population dynamics.

Resumen: El tamaño poblacional efectivo (Ne) determina la fuerza de la deriva génica y puede influir en el nivel de diversidad genética que mantiene una población. Por lo tanto, la evaluación del efecto de los cambios en tasas demográficas asociadas con variables ambientales y de las acciones de manejo sobre Ne puede ser crucial para la conservación de una especie en peligro. La estimación de Ne mediante modelos demográficos posibilita el uso de análisis de elasticidad para estudiar este tópico. La elasticidad de Ne a una tasa vital determinada es el cambio proporcional en Ne asociado con un incremento proporcional en esa tasa vital. Adicionalmente, los modelos demográficos pueden ser utilizados para estudiar Ne y la tasa de crecimiento poblacional (λ) simultáneamente. Esto es importante porque algunas tasas vitales difieren diametralmente en sus asociaciones con λ y Ne. Por ejemplo, en algunos casos el incremento de estas tasas vitales incrementa λ y disminuye Ne. Utilizamos análisis de elasticidad para estudiar el efectos de tasas de floración y supervivencia específicas de estadios sobre Ne, el tamaño efectivo anual (Na), y λ en siete poblaciones de la planta en peligro Dracocephalum austriacum. Las elasticidades de Ne y Na en poblaciones con λ≥ 1 fueron similares a las de l. Las tasas de supervivencia de adultos se asociaron con elasticidades mayores que las tasas de supervivencia de juveniles, las tasas de floración o la fecundidad. En poblaciones con λ < 1, Ne y Na presentaron mayor elasticidad en las tas vitales juveniles que en las adultas. Estos patrones fueron similares a los observados en otras especies con historias de vida similares. No observamos efectos contrastantes de ninguna tasa vital sobre λ y Ne; por lo tanto, las acciones de manejo que incrementan la λ de las poblaciones de D. austriacum no incrementarán la deriva génica. Nuestros resultados muestran que los análisis de elasticidad de Ne y Na pueden complementar el análisis de elasticidad de λ. Más aun, tales análisis no requieren más datos que los modelos matriciales de dinámica poblacional estándar.