Gene flow increases temporal stability of Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) populations in the Upper Fraser River, British Columbia, Canada

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Abstract:

Temporal instability in population genetic structure has significant implications for management and conservation decisions. Here, we evaluate temporal stability in five populations of Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) from the Upper Fraser River, British Columbia, Canada, based on estimates of temporal allelic variance and effective population size (Ne) at 11 microsatellite loci. Significant temporal variation in allele frequencies was found within individual populations sampled at 5- to 12-year intervals. Removal of migrant fish or correcting for migrants resulted in higher allelic variance or reduced Ne. Populations with higher levels of temporally consistent gene flow show reduced temporal allelic variance (i.e., reduced genetic drift) and higher Ne. This study is an important empirical example of the effect of gene flow on genetic stability and Ne. In salmonids, low straying levels may have evolved to favor local adaptation; however, we show that even such low levels of gene flow can elevate effective population sizes and preserve genetic variability. This study highlights the importance of considering gene flow acting to temporally stabilize populations, particularly small ones, and should migration be interrupted, Ne levels may decline with no obvious change in census population sizes.

L’instabilité temporelle de la structure génétique de la population a des conséquences importantes pour les décisions reliées à la gestion et la conservation. Nous évaluons ici la stabilité temporelle de cinq populations de saumons chinook (Oncorhynchus tshawytscha) du Fraser supérieur, Colombie-Britannique, Canada, d’après des estimations de la variance allélique temporelle et de la taille effective de la population (Ne) à 11 locus microsatellites. Il existe une variation temporelle significative de la fréquence des allèles dans les populations individuelles échantillonnées à des intervalles de 5–12 ans. Le retrait des poissons migrateurs ou l’addition d’une correction pour tenir compte des migrateurs entraînent une variance allélique plus élevée ou une Ne réduite. Les populations qui possèdent des niveaux plus élevés de flux génique stable dans le temps ont une variance allélique temporelle réduite (donc une dérive génétique réduite) et une Ne plus élevée. Notre étude constitue un exemple empirique important de l’effet du flux génique sur la stabilité génétique et sur Ne. Chez les salmonidés, les degrés faibles d’errance ont peut-être évolué pour améliorer l’adaptation locale; nous montrons, cependant, que même de tels niveaux faibles de flux génique peuvent faire augmenter la taille des populations effectives et préserver la variabilité génétique. Notre travail souligne l’importance de tenir compte du flux génique qui peut entraîner la stabilisation temporelle des populations, particulièrement de celles de petite taille; si la migration était interrompue, les valeurs de Ne pourraient décliner sans changement évident dans la taille des populations recensées.

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2009

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