Conservation Genetics of a Mirrored Population of the European Tree Frog (hyla Arborea)

27 Mar Conservation Genetics of a Mirrored Population of the European Tree Frog (hyla Arborea)

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Abstract

Der Populationssrückgang und das lokale Aussterben der Amphibienpopulationen haben in den letzten Jahrzehnten zugenommen. Der Europäische Laubfrosch (Hyla arborea) ist in seinem nördlichen Verbreitungsgebiet besonders gefährdet. Eine der vorgeschlagenen Erhaltungsstrategien für bedrohte Amphibien ist die Neuansiedlung. Die Ökologische Schutzstation Steinhuder Meer e.V. (ÖSSM) startete 2008 ein Umsiedlungsprojekt für den Europäischen Baumfrosch in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen. Dabei wurden Individuen von einer Spenderpopulation an einen ungefähr 40 km entfernten Ort versetzt, wodurch eine gespiegelte Population entstand. Ziel dieser Studie war es, die genetische Diversität dieser beiden Populationen und den genetischen Austausch mit einer nahe gelegenen Population am Steinhuder Meer zu überwachen. Daher wurden insgesamt 91 Individuen an 12 artenspezifischen Kernmarkern (Mikrosatelliten-Loci) analysiert. Die genetische Diversität der drei Populationen war ähnlich, aber die gespiegelte Population (He = 0,66) zeigte eine geringe Abnahme im Vergleich zu der Spenderpopulation (He = 0,72). Für die Spender und die gespiegelte Population wurden signifikante Anzeichen für einen kürzlichen "bottleneck" festgestellt. Die gespiegelte Population scheint sich jedoch von den Gründereffekten erholt zu haben, da die tatsächliche Anzahl der an diesem Standort beobachteten rufenden Männchen seit der Gründung eine stabile und stetig wachsende Population aufweist. FST-Werte und Dest-Werte zeigten eine signifikante Differenzierung zwischen allen Standorten mit einer globalen FST von 0,08. Ebenso zeigten die Ergebnisse einer Bayes'schen Clusteranalyse, dass es drei genetische Cluster gibt. Die Software Geneclass2 ordnete fast die Hälfte der Individuen der gespiegelten Population ihrer Quellpopulation zu. Darüber hinaus deutete die Analyse auf eine kürzlich erfolgte Migration zwischen der gespiegelten Population und dem Steinhuder Meer hin. Im Vergleich zu anderen Hyla-Populationen war die genetische Vielfalt an allen Orten hoch und die Populationsgröße scheint zugenommen zu haben. Wir schließen aus unserer Studie, dass Neuansiedlungsprojekte effiziente Maßnahmen sein können, um dem Populationsrückgang von Amphibien entgegenzuwirken, wenn sie von populationsgenetischen Analysen unterstützt werden.

English Abstract

Population decline and local extinction of amphibian populations have increased in the last decades. The European tree frog (Hyla arborea) is particularly endangered in its northern distribution range. One of the suggested conservation strategies for threatened amphibians is resettlement. The Ökologische Schutzstation Steinhuder Meer e.V. (ÖSSM) started a resettlement project in 2008 for the European tree frog in Lower Saxony and North Rhine-Westphalia, Germany. Hereby, individuals were translocated from a donor population to a location approximately 40 km distant, establishing a mirrored population. The objective of this study was to monitor genetic diversity of these two populations and genetic exchange with a nearby located population at Lake Steinhuder Meer. Therefore, a total of 91 individuals were analysed at 12 species-specific nuclear markers (microsatellite loci). The genetic diversities of the three populations were almost similar but the mirrored population (He = 0.66) exhibited a small reduction compared to its donor population (He = 0.72). Significant indications for a recent bottleneck were detected for the donor and mirrored population. However, the mirrored population seems to have recovered from founder effects, since the actual number of calling males surveyed at this site since establishment reveals a stable and steadily growing population. FST values and Dest values showed significant differentiation between all sites with a global FST of 0.08. Likewise, results of a Bayesian clustering analysis indicated the existence of three genetic clusters. The software Geneclass2 assigned nearly half of the individuals of the mirrored population to its source population. Furthermore, the analysis suggested recent migration between the mirrored population and Lake Steinhuder Meer. Compared to other Hyla populations the genetic diversity was high at all localities and population sizes seem to have increased. We conclude from our study that resettlement projects can be efficient measures to counteract amphibian population decline when supported by population genetic analyses.