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Genetic relationships of meadow vole (Microtus pennsylvanicus) populations in central Appalachian wetlands

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We sequenced and compared variation within a 375-base-pair segment of the mitochondrial DNA control region of 323 meadow voles (Microtus pennsylvanicus (Ord, 1815)) among 14 populations to determine the influence of past and present landscape connectivity among isolated wetlands in the central Appalachian Mountains. To best explain observed differences among sites, we used genetic and landscape-level (GIS) data to test a null hypothesis (no genetic differences) and three alternate explanations of significant variation owing to founder effects, effective population size, or isolation by distance. Sequencing results revealed 16 distinct haplotypes (1-8 haplotypes/site), with two present in samples from most wetlands, and half of the remaining haplotypes concentrated in specific geographic clusters. Our findings best support the explanation that founder effects have influenced current genetic patterns among sites. These founder effects are likely due to historical land-use activities such as exploitative logging (ca. 1880-1920; creating early successional habitats for voles) and subsequent forest regeneration over the past half century; they were also likely influenced by postglacial colonization patterns. Therefore, current genetic diversity in these populations seems to largely reflect the number and source of voles that successfully colonized these isolated wetlands during the window of opportunity immediately following extensive logging.

Nous avons séquencé un segment de 375 paires de bases de la région de contrôle de l’ADN mitochondrial chez 323 campagnols de Pennsylvanie (Microtus pennsylvanicus (Ord, 1815)) appartenant à 14 populations des terres humides isolées du centre des Appalaches et nous avons comparé la variation afin de déterminer l’influence des connectivités actuelles et passées des paysages. Afin de mieux expliquer les différences observées entre les sites, nous avons utilisé des données génétiques et des informations au niveau du paysage (GIS) pour tester une hypothèse nulle (aucune différence génétique) et trois explications de rechange de variations significatives, soit l’effet fondateur, la taille effective de la population et l’isolement par la distance. Le séquençage indique l’existence de 16 haplotypes distincts (1-8 haplotypes/site), dont deux sont présents dans les échantillons de la plupart des terres humides et la moitié des haplotypes restants concentrés dans des regroupements géographiques spécifiques. Nos résultats appuient principalement l’explication selon laquelle l’effet fondateur a influencé les patrons génétiques actuels au sein des sites. Cet effet fondateur est dû vraisemblablement aux utilisations des terres dans le passé, telles que la coupe commerciale de la forêt (vers 1880-1920, qui a créé des habitats de début de succession pour les campagnols) et la régénération subséquente au cours du dernier demi-siècle; il a aussi été influencé par les patrons de colonisation après les glaciations. La diversité génétique actuelle dans ces populations semble donc refléter en grande partie les nombres et les origines des campagnols qui ont colonisé avec succès ces terres humides isolées durant la période favorable qui s’est produite immédiatement après les importantes coupes de forêts.

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2008

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  • Published since 1929, this monthly journal reports on primary research contributed by respected international scientists in the broad field of zoology, including behaviour, biochemistry and physiology, developmental biology, ecology, genetics, morphology and ultrastructure, parasitology and pathology, and systematics and evolution. It also invites experts to submit review articles on topics of current interest.
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