Population subdivision and genetic signatures of demographic changes in Arctic grayling (Thymallus arcticus) from an impounded watershed

Authors: Stamford, M D; Taylor, E B

Source: Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, Volume 62, Number 11, November 2005 , pp. 2548-2559(12)

Publisher: NRC Research Press

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Abstract:

We examined allelic variation at seven microsatellite loci in 11 samples of Arctic grayling (Thymallus arcticus) from the Peace River watershed, northeastern British Columbia, to (i) assess population subdivision and (ii) test for population size changes promoted by hydroelectric dam construction in the watershed. The number of alleles and expected heterozygosity per locus averaged 2.3 and 0.29, respectively. Overall Fst () was 0.21 (P < 0.003), but there was no distinction between age classes (0+ and 3+) within two streams ( = 0.01, P > 0.05). Seven percent of the microsatellite variation (P < 0.005) was attributable to differences between samples above and below a historical natural barrier to upstream fish migration, the Peace River Canyon (the site of hydroelectric developments since the 1960s). Strong isolation-by-distance among samples was resolved (Mantel r = 0.64, P < 0.01). Coalescent analyses suggested that current Arctic grayling population sizes are less than 1% of historical sizes and that this decline began relatively recently (i.e., <300 years ago) under an exponential model of population size change or earlier in the late Pleistocene under a linear model. Significant microsatellite divergence occurs among Peace River Arctic grayling populations previously characterized by low mtDNA divergence.

Nous avons examiné la variation des allèles à sept locus microsatellites dans 11 échantillons d'ombres arctiques (Thymallus arcticus) du bassin versant de la Peace, nord-est de la Colombie-Britannique, afin de (i) déterminer les subdivisions de la population et (ii) vérifier les changements de taille des populations entraînés par la construction de barrages dans le bassin versant. Le nombre d'allèles et l'hétérozygotie attendue par locus sont respectivement en moyenne de 2,3 et de 0,29. La valeur globale de Fst () est de 0,21 (P < 0,003), mais il n'y a pas de distinction entre les classes d'âge (0+ et 3+) dans les deux cours d'eau ( = 0,01, P > 0,05). Sept pour cent de la variation des microsatellites (P < 0,005) est attribuable aux différences dans les échantillons récoltés en amont et en aval d'une barrière naturelle historique à la migration vers l'amont des poissons, le canyon de la Peace (le site de constructions hydroélectriques depuis les années 1960). Il est possible de démontrer un fort isolement relié à la distance (r de Mantel = 0,64, P < 0,01). Des analyses de coalescence indiquent que les tailles actuelles des populations d'ombres arctiques représentent moins de 1 % des densités du passé; si l'on retient un modèle de changement démographique exponentiel, ce déclin a débuté relativement récemment, donc il y a moins de 300 ans, mais si on utilise un modèle linéaire, il commence plus tôt, à la fin du pléistocène. Il y a donc une divergence importante des microsatellites parmi les populations d'ombres arctiques de la Peace qu'on caractérisait antérieurement à l'aide de l'ADN mitochondrial par une divergence faible.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2005

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