Tests of models explaining patterns of mitochondrial DNA diversity among populations of razorback sucker by computer simulation / Pruebas de los modelos explicando de los patrones de la diversidad el ADN mitocondrial entre poblaciones del matalote jorobado mediante simulación por computadora

KEYWORDS: razorback sucker; Xyrauchen texanus; genetic; diversity; mitochondrial DNA; computer simulation

ABSTRACT

We use a stepping- stone migration model to test patterns of mitochondrial DNA diversity among razorback sucker populations as found by Dowling and Minckley. First, we summarize the data in the form of a matrix of kinship coefficients (probabilities of identity of mtDNA from each pair of demes), then use a combination of deterministic and stochastic computer models to estimate migration rates between adjacent demes. The models show that both null hypotheses (equilibrium panmixia and equilibrium isolated demes) are untenable, but that migration rates in the range 0 <= Nm < 10 can explain all aspects of the data except the high mtDNA diversity in the Lake Mohave deme. This anomalously high diversity is consistent with observations that the population there is in decline and consists only of older individuals. Simulations are presented which show that, in such a situation, the (Nei) diversity measure retains a high value despite a steady loss of genotypes from the population, and declines rapidly only when the population is near extinction. Finally, the models are used to demonstrate that hypothesized colonization events following the last ice age are compatible with, but not necessary for, this explanation of the diversity patterns.

RESUMEN

Utilizamos un modelo de "stepping-stone" para probar los patrones de diversidad de ADN mitocondrial entre poblaciones de matalote jorobado encontradas por Dowling y Minckley. Primero, sumarizamos los datos en la forma de una matriz de coeficientes de kinship (probabilidades de identidad del ADN mt para cada par de demos), después se utilizó una combinación de modelos computacionales estocásticos y determinísticos para estimar la tasa de migración entre demos adyacentes. Los modelos muestran que ambas hipótesis nulas (demos en equilibrio de panmixia y en equilibrio aislado) no son sustentables, pero que las tasas de migración en el intervalo 0 < = Nm < 10 pueden explicar todos los aspectos de los datos excepto la alta diversidad de ADN mt en el demo del lago Mohave. Esta alta diversidad anómala concuerda con observaciones de que la población allí está declinando y consiste únicamente de los individuos más viejos. Las simulaciones son presentadas de manera que muestran que, en tal situación, la mediad de diversidad (Nei) retiene un alto valor a pesar de una pérdida fija de genotipos de la población, y declina rápidamente sólo cuando la población esta cerca a la extinción. Finalmente, los modelos son utilizados para demostrar que los eventos de colonización hipotetizados que siguieron a la última glaciación son compatibles con, pero no necesariamente para, esta explicación de los patrones de diversidad.

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