Effective population size and the viability of the Siberian jay population of Suupohja, Finland

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta, Biotieteiden laitos fi
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Department of Biosciences en
dc.contributor Helsingfors universitet, Bio- och miljövetenskapliga fakulteten, Biovetenskapliga institutionen sv
dc.contributor.author Fabritius, Henna
dc.date.issued 2010
dc.identifier.uri URN:NBN:fi-fe2017121155643
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/17470
dc.description.abstract Genetic variation is vital for both contemporary and long-term wellbeing of populations. Whereas heterozygosity (Ho) and allelic richness (A) are commonly used to measure the level of genetic diversity in a population, effective population size (Ne) describes the speed of loss of genetic variation. Various effective population sizes are proposed as standards for safe retention of genetic variation in a Minimum Viable Population (MVP). Since the 1940s, several types of effective population size estimators have been developed. Earlier estimators relied on demographic parameters, whereas genetic estimators are based on the analysis of either one or two genetic samples from a population. All Ne estimators have their unique sensitivities and limiting assumptions, which complicate the choice of estimator, comparison of results of different studies and the assessment of the reliability of the results. Ne estimators have recently been used e.g. in the monitoring of many aquatic populations, but their reliability and comparability has not often been tested with extensive ecological and genetic data, and it is not well established how much added value they bring to the conservation of easily observable species. I tested this with an extensive dataset on the Siberian jays (Perisoreus infaustus) living in Suupohja, Finland (62°22'N, 21°30'E). The Suupohja Siberian jays form one of the few isolates of Siberian jays in Southern Finland. I utilised three demographic and three genetic Ne estimators to estimate the Ne and the Ne/N ratio in the Suupohja Siberian jays, and compared the findings to the Ho and A estimates calculated with the same data, and to various suggested MVP standards. The results showed that the ratio of effective and census population sizes (Ne/N) is close to 0.6 in the Suupohja Siberian jays. Uneven survival of offspring and population size fluctuations are the main factors in the formation of this ratio. The average genetic Ne estimate would, then, suggest a census population size of 44 % higher than the average N in the Suupohja study area. This result is probably connected to the high proportion of breeding immigrants in the data, which would cause the Ne estimates to reflect a larger genetic neighbourhood than the study area. The genetic Ne estimates also suggest that the Suupohja Siberian jays might not be able to maintain their genetic diversity in the long term if gene flow would cease due to further isolation, especially if isolation would also cause a faster demographic decline. Conservation attempts should aim at ensuring gene flow to the remaining Siberian jay isolates in Southern Finland, in order to protect them from increasing genetic uniformity and inbreeding. It is possible that while the average dispersal distances in the Siberian jay are short, occasional long-distance dispersal events have an important role in the pretention of genetic structuring in a Siberian jay population. Ne estimation based on demographic data was laborious in the case of the Suupohja Siberian jays, whereas the genetic Ne estimates showed large variation depending on year and estimation method used. Reliable estimation of Ne with genetic methods would have required information on the large-scale genetic structure of the population. In any case, Ne estimates gave a clearer picture on the genetic viability of the Suupohja Siberian jays than the Ho and A estimates, which did not indicate any decrease of genetic diversity during the study period. en
dc.description.abstract Geneettinen vaihtelu on elintärkeää populaatioiden hyvinvoinnille. Siinä missä heterotsygotiaa (Ho) ja alleelirikkautta (A) käytetään yleisesti populaation geneettisen vaihtelun mittareina, efektiivinen populaatiokoko (Ne) mittaa populaation geneettisen vaihtelun häviämisnopeutta. Useita efektiivisiä populaatiokokoja on ehdotettu geneettisen vaihtelun turvallisen säilyttämisen standardiksi pienimmässä elinkelpoisessa populaatiokoossa (MVP). Efektiivisen populaatiokoon mittareita on kehitetty 1940-luvulta lähtien. Varhaisemmat mittarit ovat perustuneet populaation demografisille ominaisuuksille. Geneettiset mittarit perustuvat yhden tai kahden geneettisen näyte-erän analyysille. Kaikilla efektiivisen populaatiokoon mittareilla on ominaisia herkkyyksiään ja käyttörajoituksiaan, mikä vaikeuttaa mittarin valintaa, tulosten vertailukelpoisuutta ja tulosten luotettavuuden arviointia. Efektiivisen populaatiokoon mittausta on käytetty monien akvaattisten populaatioiden seurannassa, mutta mittareiden luotettavuutta ja vertailukelpoisuutta on vain harvoin voitu testata kattavalla demografisella ja geneettisellä aineistolla, eikä tarjolla ole selkeää näkemystä siitä, kuinka paljon lisähyötyä ne tuovat muutoinkin helposti seurattavien lajien suojeluun. Testasin tätä Suomen Suupohjassa, 62°22'N, 21°30'E, eläviä kuukkeleita (Perisoreus infaustus) käsittelevällä aineistolla. Suupohjan kuukkelit muodostavat yhden Etelä-Suomen harvoista kuukkelialueista. Käytin kolmea demografista ja kolmea geneettistä efektiivisen populaatiokoon mittaria määrittääkseni populaation efektiivisen koon sekä efektiivisen ja todellisen koon suhteen (Ne /N), ja vertailin tuloksia heterotsygotia- ja alleelirikkausarvoihin sekä keskusteluun pienimmästä elinkelpoisesta populaatiokoosta. Tulosten mukaan efektiivisen ja todellisen populaatiokoon suhde on kuukkelilla noin 0.6. Suhteen muodostumiseen vaikuttivat lisääntymismenestyksen vaihtelu ja populaatiokoon heilahtelut. Geneettisillä mittareilla mitatun efektiivisen populaatiokoon mukaan kuukkelien todellinen populaatiokoko olisi 44 % korkeampi kuin tutkimusalueen keskimääräinen populaatiokoko. Tulos lienee sidoksissa yllättävän korkeaan immigranttien osuuteen lisääntyvistä yksilöistä, mistä johtuen geneettinen aineisto heijastelisi tutkimusaluetta laajempaa geneettistä naapurustoa. Tulokset osoittavat myös, etteivät Suupohjan kuukkelit todennäköisesti kykenisi säilyttämään geneettistä vaihteluaan ilman immigraatiota, etenkin jos immigraation lakkaaminen johtaisi myös populaatiokoon laskuun. Suojeluyritysten tulisi tähdätä geenivirran varmistamiseen Etelä-Suomen jäljellä oleville kuukkelialueille geneettisen yhdenmukaistumisen estämiseksi. Koska keskimääräiset dispersaalimatkat ovat kuukkelilla lyhyitä, on mahdollista, että harvinaisemmilla pitkän matkan dispersaalitapahtumilla on keskeinen rooli geneettisen eriytymisen estämisessä. Efektiivisen populaatiokoon arviointi demografisen aineiston perusteella oli työlästä, kun taas geneettiset arviot ilmensivät suurta vaihtelua vuodesta ja mittarista riippuen. Luotettava efektiivisen populaatiokoon arviointi olisi edellyttänyt populaation geneettisen rakenteen parempaa etukäteistuntemusta. Efektiivisen populaatiokoon mittaus antoi kuitenkin selkeämmän kuvan Suupohjan kuukkeleiden geneettisestä hyvinvoinnista kuin mitatut heterotsygotia- ja alleelirikkausarvot, jotka eivät osoittaneet minkäänlaista geneettisen vaihtelun laskua tutkimusajanjaksolla. fi
dc.language.iso en
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.publisher University of Helsinki en
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.subject Perisoreus infaustus
dc.subject effective population size en
dc.subject Siberian jay en
dc.subject conservation planning en
dc.subject genetic drift en
dc.subject Minimum Viable Population en
dc.subject Population Viability Analysis en
dc.subject population isolation en
dc.subject immigration en
dc.subject efektiivinen populaatiokoko fi
dc.subject kuukkeli fi
dc.subject suojelusuunnittelu fi
dc.subject geneettinen ajautuminen fi
dc.subject pienin elinkelpoinen populaatio fi
dc.subject populaation elinkelpoisuuden arviointi fi
dc.subject populaation eristyneisyys fi
dc.subject immigraatio fi
dc.title Effective population size and the viability of the Siberian jay population of Suupohja, Finland en
dc.title.alternative Suupohjan kuukkelipopulaation efektiivinen populaatiokoko ja populaation elinkelpoisuus fi
dc.type.ontasot pro gradu-avhandlingar sv
dc.type.ontasot pro gradu -tutkielmat fi
dc.type.ontasot master's thesis en
dc.subject.discipline Ecology and Evolution Biology en
dc.subject.discipline Ekologia ja evoluutiobiologia fi
dc.subject.discipline Ekologi och evolutionsbiologi sv
dct.identifier.urn URN:NBN:fi-fe2017121155643

Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
HF_MSc_thesis_FINAL.pdf 397.8Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record