A Reassessment of Homozygosity and the Case for Inbreeding Depression in the Cheetah, Acinonyx jubatus: Implications for Conservation
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Auteurs : Michele MerolaSource :
- Conservation Biology [ 0888-8892 ] ; 1994-12.
Abstract
Preservation of genetic diversity within declining populations of endangered species is a major concern in the discipline of conservation biology. The endangered cheetah, Acinonyx jubatus, exhibits relatively little genetic variability (polymorphism = 0.02–0.04, heterozygosity = 0.0004–0.014). Since the discovery of the cheetah's relative homozygosity, this species has been frequently cited as an example of one whose survival may be compromised by the loss of genetic diversity. The cheetah's genetic uniformity is generally believed to be the result of an historical population bottle‐neck followed by a high level of inbreeding. Evidence offered in support of this hypothesis includes the cheetah's present low level of genetic variability and symptoms of inbreeding depression in captive populations. Using available data on fluctuating asymmetry and genetic variation in other carnivores, I question the assumption that the present level of genetic diversity in the cheetah is indicative of a loss of former variability. Carnivores exhibit significantly lower levels of genetic variation than other mammals, and several carnivores for which data are available exhibit lower levels of heterozygosity and polymorphism than the cheetah does. Measures of fluctuating asymmetry do not support the hypothesis that the cheetah is suffering an increased level of bomozygosity due to genetic stress. Many of the phenotypic effects attributed to inbreeding depression, such as infertility, reduced litter sizes, and increased susceptibility to disease, are limited to captive individuals and may be explained as physiological or behavioral artifacts of captivity. In sum, the genetic constitution of the cheetah does not appear to compromise the survival of the species. Conservation efforts may be more effectively aimed at a real, immediate threat to the cheetah's future: the loss of its natural habitat.
Una de las principales preocupaciones en el área de la biología de la conservación es la preservación de la diversidad genética dentro de las problaciones de especies en peligro de extinción. Una de estas especies, el cheetah Acinonyx jubatus exhibe poca variabilidad genética (polimorfismo = 0.02–0.04, heterocigosidad = 0.0004–0.014). Desde el descubrimiento de la homocigosidad relativa, del cheetah el ha sido frecuentemente citado como un ejemplo de aquellas especies cuya supervivencia esta comprometida por la pérdida de la diversidad genética. Se piensa que la uniformidad genética del cheetah se debe a un histórico cuello de botella poblacional, seguido por un alto nivel de endogamia. Los bajos niveles de variabilidad genética en el cheetah y los síntomas de depresión de endogamia en las poblaciones en cautiverio son considerados como evidencias que apoyan esta hipótesis. Usando datos disponibles sobre la fluctuación asimétrica y la variación genética en otros carnívoros, considero cuestionable la suposición de que el presente nivel de diversidad genética en el cheetah se debe a la pérdida de la variabilidad genética que habría poseído en el pasado. En comparación con los demás mamíferos, los carnívoros presentan un nivel de variabilidad genética significativamente menor. Más aún, varios carnívoros, de los cuales se dispone de datos, tienen niveles de heterocigosidad y polimorfismo menores que el cheetah. Las medidas de fluctuación asimétrica no apoyan la teoría de que el cheetah esta sufriendo un aumento en el nivel de homocigosidad debido a tensiones genéticas. Muchos de los efectos fenotípicos atribuídos a la depresión de endogamia, tales como la infertilidad, reducción en el tamaño de las camadas y aumento en la susceptibilidad a las enfermedades, se han limitado a observaciones de individuos en cautiverio. Tales efectos, pueden ser explicados como el resultado de artificios fisiológicos o de comportamiento ocasionados por el cautiverio. En pocas palabras, la constitución genética del cheetah no parece poner en peligro la supervivencia de esta especie. Los esfuerzos de conservación podrían ser dirigidos en forma másefectiva para enfrentar un peligro real e inmediato que amenaza el futuro del cheetah: la pérdida de su hábitat natural.
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DOI: 10.1046/j.1523-1739.1994.08040961.x
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exhibe poca variabilidad genética (polimorfismo = 0.02–0.04, heterocigosidad = 0.0004–0.014). Desde el descubrimiento de la homocigosidad relativa, del cheetah el ha sido frecuentemente citado como un ejemplo de aquellas especies cuya supervivencia esta comprometida por la pérdida de la diversidad genética. Se piensa que la uniformidad genética del cheetah se debe a un histórico cuello de botella poblacional, seguido por un alto nivel de endogamia. Los bajos niveles de variabilidad genética en el cheetah y los síntomas de depresión de endogamia en las poblaciones en cautiverio son considerados como evidencias que apoyan esta hipótesis. Usando datos disponibles sobre la fluctuación asimétrica y la variación genética en otros carnívoros, considero cuestionable la suposición de que el presente nivel de diversidad genética en el cheetah se debe a la pérdida de la variabilidad genética que habría poseído en el pasado. En comparación con los demás mamíferos, los carnívoros presentan un nivel de variabilidad genética significativamente menor. Más aún, varios carnívoros, de los cuales se dispone de datos, tienen niveles de heterocigosidad y polimorfismo menores que el cheetah. Las medidas de fluctuación asimétrica no apoyan la teoría de que el cheetah esta sufriendo un aumento en el nivel de homocigosidad debido a tensiones genéticas. Muchos de los efectos fenotípicos atribuídos a la depresión de endogamia, tales como la infertilidad, reducción en el tamaño de las camadas y aumento en la susceptibilidad a las enfermedades, se han limitado a observaciones de individuos en cautiverio. Tales efectos, pueden ser explicados como el resultado de artificios fisiológicos o de comportamiento ocasionados por el cautiverio. En pocas palabras, la constitución genética del cheetah no parece poner en peligro la supervivencia de esta especie. Los esfuerzos de conservación podrían ser dirigidos en forma másefectiva para enfrentar un peligro real e inmediato que amenaza el futuro del cheetah: la pérdida de su hábitat natural.</p>
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, exhibits relatively little genetic variability (polymorphism = 0.02–0.04, heterozygosity = 0.0004–0.014). Since the discovery of the cheetah's relative homozygosity, this species has been frequently cited as an example of one whose survival may be compromised by the loss of genetic diversity. The cheetah's genetic uniformity is generally believed to be the result of an historical population bottle‐neck followed by a high level of inbreeding. Evidence offered in support of this hypothesis includes the cheetah's present low level of genetic variability and symptoms of inbreeding depression in captive populations. Using available data on fluctuating asymmetry and genetic variation in other carnivores, I question the assumption that the present level of genetic diversity in the cheetah is indicative of a loss of former variability. Carnivores exhibit significantly lower levels of genetic variation than other mammals, and several carnivores for which data are available exhibit lower levels of heterozygosity and polymorphism than the cheetah does. Measures of fluctuating asymmetry do not support the hypothesis that the cheetah is suffering an increased level of bomozygosity due to genetic stress. Many of the phenotypic effects attributed to inbreeding depression, such as infertility, reduced litter sizes, and increased susceptibility to disease, are limited to captive individuals and may be explained as physiological or behavioral artifacts of captivity. In sum, the genetic constitution of the cheetah does not appear to compromise the survival of the species. Conservation efforts may be more effectively aimed at a real, immediate threat to the cheetah's future: the loss of its natural habitat.</p>
</abstract>
<abstract type="main" xml:lang="es"><p>Una de las principales preocupaciones en el área de la biología de la conservación es la preservación de la diversidad genética dentro de las problaciones de especies en peligro de extinción. Una de estas especies, el cheetah <i>Acinonyx jubatus</i>
exhibe poca variabilidad genética (polimorfismo = 0.02–0.04, heterocigosidad = 0.0004–0.014). Desde el descubrimiento de la homocigosidad relativa, del cheetah el ha sido frecuentemente citado como un ejemplo de aquellas especies cuya supervivencia esta comprometida por la pérdida de la diversidad genética. Se piensa que la uniformidad genética del cheetah se debe a un histórico cuello de botella poblacional, seguido por un alto nivel de endogamia. Los bajos niveles de variabilidad genética en el cheetah y los síntomas de depresión de endogamia en las poblaciones en cautiverio son considerados como evidencias que apoyan esta hipótesis. Usando datos disponibles sobre la fluctuación asimétrica y la variación genética en otros carnívoros, considero cuestionable la suposición de que el presente nivel de diversidad genética en el cheetah se debe a la pérdida de la variabilidad genética que habría poseído en el pasado. En comparación con los demás mamíferos, los carnívoros presentan un nivel de variabilidad genética significativamente menor. Más aún, varios carnívoros, de los cuales se dispone de datos, tienen niveles de heterocigosidad y polimorfismo menores que el cheetah. Las medidas de fluctuación asimétrica no apoyan la teoría de que el cheetah esta sufriendo un aumento en el nivel de homocigosidad debido a tensiones genéticas. Muchos de los efectos fenotípicos atribuídos a la depresión de endogamia, tales como la infertilidad, reducción en el tamaño de las camadas y aumento en la susceptibilidad a las enfermedades, se han limitado a observaciones de individuos en cautiverio. Tales efectos, pueden ser explicados como el resultado de artificios fisiológicos o de comportamiento ocasionados por el cautiverio. En pocas palabras, la constitución genética del cheetah no parece poner en peligro la supervivencia de esta especie. Los esfuerzos de conservación podrían ser dirigidos en forma másefectiva para enfrentar un peligro real e inmediato que amenaza el futuro del cheetah: la pérdida de su hábitat natural.</p>
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<abstract lang="en">Preservation of genetic diversity within declining populations of endangered species is a major concern in the discipline of conservation biology. The endangered cheetah, Acinonyx jubatus, exhibits relatively little genetic variability (polymorphism = 0.02–0.04, heterozygosity = 0.0004–0.014). Since the discovery of the cheetah's relative homozygosity, this species has been frequently cited as an example of one whose survival may be compromised by the loss of genetic diversity. The cheetah's genetic uniformity is generally believed to be the result of an historical population bottle‐neck followed by a high level of inbreeding. Evidence offered in support of this hypothesis includes the cheetah's present low level of genetic variability and symptoms of inbreeding depression in captive populations. Using available data on fluctuating asymmetry and genetic variation in other carnivores, I question the assumption that the present level of genetic diversity in the cheetah is indicative of a loss of former variability. Carnivores exhibit significantly lower levels of genetic variation than other mammals, and several carnivores for which data are available exhibit lower levels of heterozygosity and polymorphism than the cheetah does. Measures of fluctuating asymmetry do not support the hypothesis that the cheetah is suffering an increased level of bomozygosity due to genetic stress. Many of the phenotypic effects attributed to inbreeding depression, such as infertility, reduced litter sizes, and increased susceptibility to disease, are limited to captive individuals and may be explained as physiological or behavioral artifacts of captivity. In sum, the genetic constitution of the cheetah does not appear to compromise the survival of the species. Conservation efforts may be more effectively aimed at a real, immediate threat to the cheetah's future: the loss of its natural habitat.</abstract>
<abstract lang="es">Una de las principales preocupaciones en el área de la biología de la conservación es la preservación de la diversidad genética dentro de las problaciones de especies en peligro de extinción. Una de estas especies, el cheetah Acinonyx jubatus exhibe poca variabilidad genética (polimorfismo = 0.02–0.04, heterocigosidad = 0.0004–0.014). Desde el descubrimiento de la homocigosidad relativa, del cheetah el ha sido frecuentemente citado como un ejemplo de aquellas especies cuya supervivencia esta comprometida por la pérdida de la diversidad genética. Se piensa que la uniformidad genética del cheetah se debe a un histórico cuello de botella poblacional, seguido por un alto nivel de endogamia. Los bajos niveles de variabilidad genética en el cheetah y los síntomas de depresión de endogamia en las poblaciones en cautiverio son considerados como evidencias que apoyan esta hipótesis. Usando datos disponibles sobre la fluctuación asimétrica y la variación genética en otros carnívoros, considero cuestionable la suposición de que el presente nivel de diversidad genética en el cheetah se debe a la pérdida de la variabilidad genética que habría poseído en el pasado. En comparación con los demás mamíferos, los carnívoros presentan un nivel de variabilidad genética significativamente menor. Más aún, varios carnívoros, de los cuales se dispone de datos, tienen niveles de heterocigosidad y polimorfismo menores que el cheetah. Las medidas de fluctuación asimétrica no apoyan la teoría de que el cheetah esta sufriendo un aumento en el nivel de homocigosidad debido a tensiones genéticas. Muchos de los efectos fenotípicos atribuídos a la depresión de endogamia, tales como la infertilidad, reducción en el tamaño de las camadas y aumento en la susceptibilidad a las enfermedades, se han limitado a observaciones de individuos en cautiverio. Tales efectos, pueden ser explicados como el resultado de artificios fisiológicos o de comportamiento ocasionados por el cautiverio. En pocas palabras, la constitución genética del cheetah no parece poner en peligro la supervivencia de esta especie. Los esfuerzos de conservación podrían ser dirigidos en forma másefectiva para enfrentar un peligro real e inmediato que amenaza el futuro del cheetah: la pérdida de su hábitat natural.</abstract>
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