Long-term genetic studies of Rio Grande silvery minnow examine effects of population decline and supportive breeding

Authors: Osborne, Megan J., Turner, Thomas F.

Year: 2006 (xxxviii)

Abstract

The use of captive, refuge populations and supportive breeding are increasingly employed as tools to protect threatened and endangered species from extinction. Theoretical and experimental studies show that captive spawning, rearing and subsequent augmentation can have adverse genetic effects on wild populations and may compromise the ultimate goal of species recoveries. The Rio Grande silvery minnow, Hybognathus amarus, is an endangered cyprinid now found only in the Rio Grande in New Mexico. Its distribution has been greatly reduced as a consequence of competition with introduced species and habitat disturbances, including river fragmentation and altered flow regimes. We collected genetic data (between 1987 and 2006) on wild fish and 22 different captive-reared-and-spawned populations to examine effects of population decline and of supplementation programs. This data set represents one of the longest temporal data sets for a non-salmonid fish species and provides crucial insights into the genetic consequences of population decline and of supplementation. Major findings include: 1) genetic effective size is orders of magnitude smaller than census-size-estimates, and apparent increases in the population size during 2004 and 2005 have not been accompanied by increases in genetic effective size; 2) supplementation of the population with captively spawned-and-reared individuals has maintained genetic diversity; and 3) different strategies of captive rearing and spawning have different out-

comes for genetic diversity. This data provides critical information for managers charged with recovering the species that could not be provided by demographic data alone.

Resumen

Exámen de los efectos del decaimiento de la población y apoyo para reproducción a través de estudios genéticos a largo plazo sobre la carpa Chamizal El empleo de poblaciones refugio en cautiverio y apoyo reproductivo como herramientas para proteger de la extinción a poblaciones amenazadas y especies en peligro va en aumento. Los estudios teóricos y experimentales muestran que el desove en cautiverio, el cultivo y el aumento subsecuente de la misma pueden tener efectos genéticos adversos en las poblaciones silvestres y pueden poner en riesgo la meta final de la recuperación de las especies. La carpa Chamizal, Hybognathus amarus, es un ciprínido en peligro que actualmente sólo se encuentra en el Rio Grande (Río Bravo) en la porción de Nuevo México. Su distribución ha sido reducida en gran manera como consecuencia de la competencia con especies introducidas y alteración del hábitat, incluyendo fragmentación del río y regímenes de flujo alterados. A fin de examinar los efectos del decaimiento de la población y los programas para suplemento de la misma, se obtuvieron datos genéticos (entre 1987 y 2006) de peces silvestres y de 22 diferentes poblaciones desovadas y mantenidas en cautiverio. Esta serie de datos representa una de las series temporales más largas que exis ten para especies de peces no-salmónidos y proporciona una perspectiva crucial de las consecuencias genéticas del decaimiento de una población y suplemento de la misma. Los principales resultados incluyen: 1) el tamaño genético efectivo es varias órdenes de magnitud más pequeño que el tamaño estimado en los censos, y el aparen te incremento en el tamaño de la población en los años 2004 y 2005 no han sido acompañados de un incremento en el tamaño génetico efectivo; 2) el suplemento de población con organismos desovados y mantenidos en cautiverio ha sostenido la diversidad genética; y 3) las diferentes estrategias de cultivo y desove tienen diferentes resultados en cuanto a diversidad genética. Estos datos dan información crítica para los responsables de programas de manejo encargados de la recuperación de la especie, la cual no podrían obtener sólo con datos demográficos.