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Keywords:

  • endangered species;
  • Gazella dama mhorr;
  • HFCs;
  • Iberian lynx;
  • IFCs;
  • inbreeding;
  • Lynx pardinus;
  • Mohor gazelle;
  • semen quality;
  • calidad del semen;
  • endogamia;
  • especies en peligro;
  • Gazella dama mhorr;
  • gacela Mohr;
  • HFCs;
  • IFCs;
  • lince ibérico;
  • Lynx pardinus

Abstract

The relation among inbreeding, heterozygosity, and fitness has been studied primarily among outbred populations, and little is known about these phenomena in endangered populations. Most researchers conclude that the relation between coefficient of inbreeding estimated from pedigrees and fitness traits (inbreeding-fitness correlations) better reflects inbreeding depression than the relation between marker heterozygosity and fitness traits (heterozygosity-fitness correlations). However, it has been suggested recently that heterozygosity-fitness correlations should only be expected when inbreeding generates extensive identity disequilibrium (correlations in heterozygosity and homozygosity across loci throughout the genome). We tested this hypothesis in Mohor gazelle (Gazella dama mhorr) and Iberian lynx (Lynx pardinus). For Mohor gazelle, we calculated the inbreeding coefficient and measured heterozygosity at 17 microsatellite loci. For Iberian lynx, we measured heterozygosity at 36 microsatellite loci. In both species we estimated semen quality, a phenotypic trait directly related to fitness that is controlled by many loci and is affected by inbreeding depression. Both species showed evidence of extensive identity disequilibrium, and in both species heterozygosity was associated with semen quality. In the Iberian lynx the low proportion of normal sperm associated with low levels of heterozygosity was so extreme that it is likely to limit the fertility of males. In Mohor gazelle, although heterozygosity was associated with semen quality, inbreeding coefficient was not. This result suggests that when coefficient of inbreeding is calculated on the basis of a genealogy that begins after a long history of inbreeding, the coefficient of inbreeding fails to capture previous demographic information because it is a poor estimator of accumulated individual inbreeding. We conclude that among highly endangered species with extensive identity disequilibrium, examination of heterozygosity-fitness correlations may be an effective way to detect inbreeding depression, whereas inbreeding-fitness correlations may be poor indicators of inbreeding depression if the pedigree does not accurately reflect the history of inbreeding.

Correlaciones Heterocigosidad- Adaptabilidad y Depresión Endogámica en Dos Especies de Mamíferos Críticamente en Peligro

Resumen

La relación entre endogamia, heterocigosidad y adaptabilidad ha sido estudiada en poblaciones exogámicas principalmente, y se conoce poco de estos fenómenos en poblaciones en peligro. La mayoría de los investigadores concluyen que la relación entre el coeficiente de endogamia estimado a partir de los pedigrís y los atributos de adaptabilidad (correlaciones endogamia-adaptabilidad) refleja mejor la depresión endogámica que la relación entre la heterocigosidad y los atributos de adaptabilidad (correlaciones heterocigosidad-adaptabilidad). Sin embargo, recientemente se ha sugerido que las correlaciones heterocigosidad-adaptabilidad solo podrían esperarse cuando la endogamia genera desequilibrio extensivo de identidad (correlaciones en heterocigosidad y homocigosidad en loci en todo el genoma). Probamos esta hipótesis en la gacela de Mohr (Gazella dama mhorr) y el lince ibérico (Lynx pardinus). Para la gacela de Mohr, calculamos el coeficiente de endogamia y medimos la heterocigosidad en 17 loci microsaltélites. Para el lince ibérico, medimos la heterocigosidad en 36 loci microsatélite. En ambas especies estimamos la calidad del semen, un atributo fenotípico directamente relacionado con la adaptabilidad que es controlado por muchos loci y que es afectado por la depresión endogámica. Ambas especies mostraron evidencia de un desequilibrio extensivo de identidad, y en ambas especies la heterocigosidad fue asociada con la calidad del semen. En el lince ibérico, la baja proporción de esperma normal asociada con bajos niveles de heterocigosidad fue tan extrema que es probable que limite la fertilidad de machos. En la gacela de Mohr, aunque la heterocigosidad fue asociada con la calidad del semen, el coeficiente de endogamia no lo fue. Este resultado sugiere que cuando el coeficiente de endogamia es calculado con base en una genealogía que comienza después de una larga historia de endogamia, el coeficiente de endogamia falla en la captura de información demográfica previa porque es un estimador pobre de la endogamia individual acumulada. Concluimos que en especies críticamente en peligro con desequilibrio extensivo de identidad, el examen de las correlaciones heterocigosidad-adaptabilidad puede ser una forma efectiva para detectar la depresión por endogamia, mientras que la correlaciones endogamia-adaptabilidad pueden ser indicadores pobres de la depresión por endogamia si el pedigrí no refleja con precisión la historia de la endogamia.