隔離されたアングレイト個体群の遺伝的衰退、回復、救出

Genetic decline, restoration and rescue of an isolated ungulate population.

• Marc-Antoine Poirier
• David W Coltman
• Fanie Pelletier
• Jon Jorgenson
• Marco Festa-Bianchet

抄録

小規模個体群の孤立化は、近親交配や遺伝的変異の喪失による適性の低下を招き、個体群の成長を阻害し、個体群の持続性を損なうことが予想される。世代時間の長い種は、進化だけで救済される可能性が最も低い。そのため、個体群の生存性を確保するために遺伝的変異を維持または回復させる管理介入が重要である。我々は、27 年間にわたって、孤立したオオツノヒツジの個体群において、人口学的なボトルネックの後に人工的な補充を行った場合の遺伝学的および人口学的な影響を調査した。長期的な血統調査と個体のモニタリングに基づき、遺伝的な衰退、回復、そして個体群の救済を記録した。マイクロサテライト解析の結果、人口学的ボトルネックにより、2世代にわたって期待されるヘテロ接合性と対立遺伝子の多様性がそれぞれ6.2%と11.3%減少することが明らかになった。補給後の初代アドミックス子羊の離乳時体重は 6.4%増加し、固有種の子羊と比較して 1 歳までの生存率は 28.3%高かった。転座した個体が寄与した新しい対立遺伝子により、期待されるヘテロ接合率と対立遺伝子の多様性は、2世代後に4.6%と14.3%増加しました。アウトブリード抑制の証拠は見られず、局所的な遺伝子のスワンピングの証拠もすぐには見られなかった。人口統計学的なボトルネックの後に迅速に介入することで、このオオツノヒツジ集団の遺伝的回復と救済が可能となり、遺伝的レベルと人口統計学的レベルの両方でさらなる損失を防ぐことができたのではないかと考えられる。我々の結果は、自然界での近親交配の抑制に転座を利用することで、野生個体群に対する人間主導の環境変化の影響を緩和する可能性があることを示す、さらなる実証的証拠を提供している。

Isolation of small populations is expected to reduce fitness through inbreeding and loss of genetic variation, impeding population growth and compromising population persistence. Species with long generation time are the least likely to be rescued by evolution alone. Management interventions that maintain or restore genetic variation to assure population viability are consequently of significant importance. We investigated, over 27 years, the genetic and demographic consequences of a demographic bottleneck followed by artificial supplementation in an isolated population of bighorn sheep (). Based on a long-term pedigree and individual monitoring, we documented the genetic decline, restoration and rescue of the population. Microsatellite analyses revealed that the demographic bottleneck reduced expected heterozygosity and allelic diversity by 6.2% and 11.3%, respectively, over two generations. Following supplementation, first-generation admixed lambs were 6.4% heavier at weaning and had 28.3% higher survival to 1 year compared to lambs of endemic ancestry. Expected heterozygosity and allelic diversity increased by 4.6% and 14.3% after two generations through new alleles contributed by translocated individuals. We found no evidence for outbreeding depression and did not see immediate evidence of swamping of local genes. Rapid intervention following the demographic bottleneck allowed the genetic restoration and rescue of this bighorn sheep population, likely preventing further losses at both the genetic and demographic levels. Our results provide further empirical evidence that translocation can be used to reduce inbreeding depression in nature and has the potential to mitigate the effect of human-driven environmental changes on wild populations.