Effective population size, a central concept in conservation biology, is now routinely estimated from genetic surveys and can also be theoretically predicted from demographic, life-history, and mating-system data. By evaluating the consistency of theoretical predictions with empirically estimated effective size, insights can be gained regarding life-history characteristics and the relative impact of different life-history traits on genetic drift. These insights can be used to design and inform management strategies aimed at increasing effective population size. We demonstrated this approach by addressing the conservation of a reintroduced population of Asiatic wild ass (Equus hemionus). We estimated the variance effective size (Nev ) from genetic data (N ev =24.3) and formulated predictions for the impacts on Nev of demography, polygyny, female variance in lifetime reproductive success (RS), and heritability of female RS. By contrasting the genetic estimation with theoretical predictions, we found that polygyny was the strongest factor affecting genetic drift because only when accounting for polygyny were predictions consistent with the genetically measured Nev . The comparison of effective-size estimation and predictions indicated that 10.6% of the males mated per generation when heritability of female RS was unaccounted for (polygyny responsible for 81% decrease in Nev ) and 19.5% mated when female RS was accounted for (polygyny responsible for 67% decrease in Nev ). Heritability of female RS also affected Nev ; hf2=0.91 (heritability responsible for 41% decrease in Nev ). The low effective size is of concern, and we suggest that management actions focus on factors identified as strongly affecting Nev, namely, increasing the availability of artificial water sources to increase number of dominant males contributing to the gene pool. This approach, evaluating life-history hypotheses in light of their impact on effective population size, and contrasting predictions with genetic measurements, is a general, applicable strategy that can be used to inform conservation practice.
El tamaño poblacional efectivo, un concepto central en la biología de la conservación, ahora se estima rutinariamente a partir de censos genéticos y también puede ser pronosticado teóricamente a partir de los datos demográficos, de la historia de vida, y del método de apareamiento. Cuando se evalúa la consistencia de las predicciones teóricas junto con el tamaño efectivo estimado empíricamente, puede obtenerse conocimiento con respecto a las características de la historia de vida y al impacto relativo de las diferentes características de la historia de vida sobre la deriva génica. Este conocimiento puede usarse para diseñar e informar las estrategias de manejo enfocadas en el incremento del tamaño poblacional efectivo. Demostramos esta estrategia enfocándonos en la conservación de una población reintroducida de asno asiático salvaje (Equus hemionus). Estimamos la varianza del tamaño efectivo (Nev) a partir de datos genéticos (Nev = 24.3) y formulamos predicciones para los impactos de la demografía, la poliginia, la varianza de hembras en el éxito reproductivo a lo largo de la vida, y la heredabilidad del éxito reproductivo de las hembras sobre Nev. Cuando contrastamos la estimación genética con las predicciones teóricas, encontramos que la poliginia es el factor más importante en afectar a la deriva génica, pues fue sólo cuando se tomó en cuenta a la poliginia que las predicciones fueron consistentes con el Nev medido genéticamente. La comparación entre la estimación del tamaño efectivo y las predicciones indicaron que el 10.6% de los machos por generación se apareó cuando la heredabilidad RS de las hembras no fue justificada (la poliginia es responsable de la disminución del 81% del Nev) y el 19.5% se apareó cuando la RS de las hembras fue justificada (la poliginia es responsable de la disminución del 67% del Nev). La heredabilidad del éxito reproductivo de las hembras también afectó al Nev; (la heredabilidad es responsable de la disminución del 41% del Nev). El tamaño efectivo inferior es para preocuparse, y sugerimos que las acciones de manejo se enfoquen en factores identificados como importantes en afectar al Nev, principalmente el incremento de la disponibilidad de fuentes artificiales para incrementar el número de machos dominantes que contribuyan al pool genético. Esta estrategia, la evaluación de hipótesis de historias de vida a la luz de su impacto sobre el tamaño poblacional efectivo, y el contraste entre las predicciones y las medidas genéticas, es una estrategia general y aplicable que puede usarse para informar a la práctica de la conservación.
有效种群大小是保护生物学的一个核心概念, 目前常用遗传学数据来估计, 也可以用种群统计学、 生活史和婚配制度的数据进行理论预测。 通过评估有效种群大小的理论预测值和实际估计值之间的一致性, 我们可以更好地理解生物的生活史特性以及不同生活史性状对遗传漂变的相对影响, 这有助于制定增加有效种群大小 的管理策略。我们以亚洲野驴 (Equus hemionus) 一个重引入种群的保护为例来展示这个方法。 我们用遗传学 数据估计了方差有效种群大小 (Nev = 24.3), 并预测了种群统计数据、一 雄多雌制、雌性一生繁殖成功率的变 异’以及雌性繁殖成功率的遗传力对 Nev 的影响。通过对比遗传估计值和理论预测值, 我们发现一雄多雌制是影响遗传漂变最重要的因素, 因为只有当考虑一雄多雌制时预测值才与遗传估计的 Nev、相符。 对有效种群大小的估计值和预测值的比较还表明,当不考虑雌性繁殖成功率的遗传力时,每个世代有10.6% 的雄性参与交配 (81% 的Nev下降是因为一雄多雌制), 而考虑雌性繁殖成功率的遗传力时, 每个世代有 19.5% 的雄性参与交配 (67%的 Nev下降是因为一雄多雌制)。 雌性繁殖成功率的遗传力也直接影响 Nev, (41% 的Nev下降是因为遗 传力)。 有效种群大小较小令人担忧, 我们建议管理措施着重于对 Nev 有强烈影响的因素, 即提高人工水源的可 获得性,以增加对基因库有贡献的优势雄体的数量。 这个方法从影响有效种群大小的角度评估了生活史假说, 并对比了有效种群大小预测值和遗传估计值,是一个可为保护实践提供帮助的普遍可应用的策略。
Keywords: Equus hemionus; heredabilidad; heritability; mating system; método de apareamiento; poliginia; polygyny; reproductive success; tamaño poblacional; variance effective population size; varianza efectiva; 亚洲野驴 (Equus hemionus), 遗传力一雄多雌, 婚配制度, 繁殖成功率, 方差有效种群大小; éxito reproductivo.
© 2017 Society for Conservation Biology.