Lessons from COP15 on effective scientific engagement in biodiversity policy processes.

The Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework was adopted by parties to the Convention on Biological Diversity in December 2022. The aftermath of these negotiations provides an opportunity to draw lessons as to how ecological and evolutionary science can more effectively inform policy. We examined key challenges that limit effective engagement by scientists in the biodiversity policy process, drawing parallels with analogous challenges within global climate negotiations. Biodiversity is multifaceted, yet represents only one framing for nature's contributions to people, complicating the nexus between evidence and values in development of the framework's targets. Processes generating biodiversity and driving its loss are multiscalar, challenging development of an evidence base for globally standardized targets. We illustrated these challenges by contrasting development of 2 key elements of the framework. The genetic diversity element of the framework's target 4 is directly related to the framework's primary goals, but its complexity required development of novel engagement skills. The target for protected areas was easily communicated but more indirectly related to biodiversity outcomes; evidence from ecological and social science was essential to communicating the context and limitations of this relationship. Scientists can strengthen the effectiveness of global agreements and address challenges arising from complexity, scaling, capacity limitations, and the interplay of science and values, if they can prioritize communication, consensus-building, and networking skills and engage throughout the process, from development of an evidence base to implementation.

Lecciones de la COP15 sobre la participación científica efectiva en los procesos políticos de biodiversidad Resumen El Marco Global de la Biodiversidad de Kunming­Montreal lo adoptaron los participantes de la Convención sobre la Diversidad Biológica en diciembre 2022. Las consecuencias de estas negociaciones proporcionan una oportunidad para tomar lecciones de cómo la ciencia evolutiva y ecológica puede orientar de mejor manera a las políticas. Examinamos los retos clave que limitan la participación efectiva de los científicos en el proceso de políticas de la biodiversidad, estableciendo paralelismos con los retos análogos en las negociaciones climáticas mundiales. La biodiversidad es multifacética y aun así representa sólo un marco para las contribuciones que tiene la naturaleza para las personas, lo que complica el nexo entre la evidencia y los valores en el desarrollo de los objetivos del marco. Los procesos que generan la biodiversidad y causan su pérdida son multiescalares, lo que representa un reto para el desarrollo de una base de evidencias para tener objetivos mundiales estandarizados. Ilustramos estos retos con el contraste del desarrollo de dos elementos clave del marco. El elemento de la diversidad genética en el objetivo 4 del marco está relacionado directamente con los objetivos principales del marco, pero su complejidad requiere el desarrollo de habilidades novedosas de participación. El objetivo para las áreas protegidas se comunicó con facilidad, pero estuvo relacionado de forma más indirecta con los resultados de biodiversidad; la evidencia de las ciencias sociales y ecológicas fue esencial para comunicar el contexto y las limitaciones de esta relación. Los científicos pueden fortalecer la efectividad de los acuerdos globales y abordar los retos que surgen de la complejidad, el escalamiento, las limitaciones en la capacidad y la interacción de la ciencia y los valores, si pueden priorizar la comunicación, la llegada a consensos y el conocimiento de redes y participan durante el proceso, a partir del desarrollo de una evidencia base hasta la implementación.

Importance of timely metadata curation to the global surveillance of genetic diversity.

Genetic diversity within species represents a fundamental yet underappreciated level of biodiversity. Because genetic diversity can indicate species resilience to changing climate, its measurement is relevant to many national and global conservation policy targets. Many studies produce large amounts of genome-scale genetic diversity data for wild populations, but most (87%) do not include the associated spatial and temporal metadata necessary for them to be reused in monitoring programs or for acknowledging the sovereignty of nations or Indigenous peoples. We undertook a distributed datathon to quantify the availability of these missing metadata and to test the hypothesis that their availability decays with time. We also worked to remediate missing metadata by extracting them from associated published papers, online repositories, and direct communication with authors. Starting with 848 candidate genomic data sets (reduced representation and whole genome) from the International Nucleotide Sequence Database Collaboration, we determined that 561 contained mostly samples from wild populations. We successfully restored spatiotemporal metadata for 78% of these 561 data sets (n = 440 data sets with data on 45,105 individuals from 762 species in 17 phyla). Examining papers and online repositories was much more fruitful than contacting 351 authors, who replied to our email requests 45% of the time. Overall, 23% of our email queries to authors unearthed useful metadata. The probability of retrieving spatiotemporal metadata declined significantly as age of the data set increased. There was a 13.5% yearly decrease in metadata associated with published papers or online repositories and up to a 22% yearly decrease in metadata that were only available from authors. This rapid decay in metadata availability, mirrored in studies of other types of biological data, should motivate swift updates to data-sharing policies and researcher practices to ensure that the valuable context provided by metadata is not lost to conservation science forever.

Importancia de la curación oportuna de metadatos para la vigilancia mundial de la diversidad genética Resumen La diversidad genética intraespecífica representa un nivel fundamental, pero a la vez subvalorado de la biodiversidad. La diversidad genética puede indicar la resiliencia de una especie ante el clima cambiante, por lo que su medición es relevante para muchos objetivos de la política de conservación mundial y nacional. Muchos estudios producen una gran cantidad de datos sobre la diversidad a nivel genético de las poblaciones silvestres, aunque la mayoría (87%) no incluye los metadatos espaciales y temporales asociados para que sean reutilizados en los programas de monitoreo o para reconocer la soberanía de las naciones o los pueblos indígenas. Realizamos un "datatón" distribuido para cuantificar la disponibilidad de estos metadatos faltantes y para probar la hipótesis que supone que esta disponibilidad se deteriora con el tiempo. También trabajamos para reparar los metadatos faltantes al extraerlos de los artículos asociados publicados, los repositorios en línea y la comunicación directa con los autores. Iniciamos con 838 candidatos de conjuntos de datos genómicos (representación reducida y genoma completo) tomados de la colaboración internacional para la base de datos de secuencias de nucleótidos y determinamos que 561 incluían en su mayoría muestras tomadas de poblaciones silvestres. Restauramos con éxito los metadatos espaciotemporales en el 78% de estos 561 conjuntos de datos (n = 440 conjuntos de datos con información sobre 45,105 individuos de 762 especies en 17 filos). El análisis de los artículos y los repositorios virtuales fue mucho más productivo que contactar a los 351 autores, quienes tuvieron un 45% de respuesta a nuestros correos. En general, el 23% de nuestras consultas descubrieron metadatos útiles. La probabilidad de recuperar metadatos espaciotemporales declinó de manera significativa conforme incrementó la antigüedad del conjunto de datos. Hubo una disminución anual del 13.5% en los metadatos asociados con los artículos publicados y los repositorios virtuales y hasta una disminución anual del 22% en los metadatos que sólo estaban disponibles mediante la comunicación con los autores. Este rápido deterioro en la disponibilidad de los metadatos, duplicado en estudios de otros tipos de datos biológicos, debería motivar la pronta actualización de las políticas del intercambio de datos y las prácticas de los investigadores para asegurar que en las ciencias de la conservación no se pierda para siempre el contexto valioso proporcionado por los metadatos.

Genomic erosion in a demographically recovered bird species during conservation rescue.

The pink pigeon (Nesoenas mayeri) is an endemic species of Mauritius that has made a remarkable recovery after a severe population bottleneck in the 1970s to early 1990s. Prior to this bottleneck, an ex situ population was established from which captive-bred individuals were released into free-living subpopulations to increase population size and genetic variation. This conservation rescue led to rapid population recovery to 400-480 individuals, and the species was twice downlisted on the International Union for the Conservation of Nature (IUCN) Red List. We analyzed the impacts of the bottleneck and genetic rescue on neutral genetic variation during and after population recovery (1993-2008) with restriction site-associated sequencing, microsatellite analyses, and quantitative genetic analysis of studbook data of 1112 birds from zoos in Europe and the United States. We used computer simulations to study the predicted changes in genetic variation and population viability from the past into the future. Genetic variation declined rapidly, despite the population rebound, and the effective population size was approximately an order of magnitude smaller than census size. The species carried a high genetic load of circa 15 lethal equivalents for longevity. Our computer simulations predicted continued inbreeding will likely result in increased expression of deleterious mutations (i.e., a high realized load) and severe inbreeding depression. Without continued conservation actions, it is likely that the pink pigeon will go extinct in the wild within 100 years. Conservation rescue of the pink pigeon has been instrumental in the recovery of the free-living population. However, further genetic rescue with captive-bred birds from zoos is required to recover lost variation, reduce expression of harmful deleterious variation, and prevent extinction. The use of genomics and modeling data can inform IUCN assessments of the viability and extinction risk of species, and it helps in assessments of the conservation dependency of populations.

La paloma rosada (Nesoenas mayeri) es una especie endémica de Mauricio que se ha recuperado impresionantemente después de un grave cuello de botella poblacional a principios de la década de 1970 que duró hasta inicios de la década de 1990. Antes de este cuello de botella se había establecido una población ex situ de la cual se liberaban individuos reproducidos en cautiverio a las subpoblaciones en libertad para incrementar la variación genética y el tamaño poblacional. Este rescate de conservación derivó en una recuperación rápida de la población (400-480 individuos) y la especie cambió positivamente de categoría dos veces en la Lista Roja de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN). Analizamos los impactos del cuello de botella y el rescate genético sobre la variación genética neutral durante y después de la recuperación poblacional (de 1993 a 2008) mediante secuenciación RAD, análisis de microsatélites y análisis genéticos cuantitativos de los datos del libro genealógico de 1112 aves ubicadas en zoológicos de Europa y los Estados Unidos. Usamos simulaciones por computadora para estudiar los cambios pronosticados en la variación genética y en la viabilidad poblacional del pasado hacia el futuro. La variación genética declinó rápidamente, a pesar de la recuperación poblacional, y el tamaño efectivo de la población fue aproximadamente un orden de magnitud más pequeño que el tamaño del censo. La especie contó con una carga genética elevada de casi 15 equivalentes letales para la longevidad. Nuestras simulaciones pronostican que la endogamia continua probablemente resultará en un incremento en la expresión de mutaciones deletéreas (es decir, una carga realizada elevada) y en una depresión endogámica severa. Sin acciones continuas para la conservación, es probable que la paloma rosada esté extinta en vida libre dentro de cien años. El rescate de conservación de la paloma rosada ha sido fundamental en la recuperación de la población silvestre; sin embargo, se requiere de un rescate genético adicional con las aves de reproducción en cautiverio de los zoológicos para recuperar la variación perdida, reducir la expresión de la variación deletérea dañina y prevenir la extinción. El uso de la genómica y los datos modelados puede orientar las valoraciones de la UICN sobre la viabilidad y el riesgo de extinción de las especies, además de que ayuda en la evaluación de la dependencia que tienen las poblaciones de la conservación.

Longitudinal monitoring of neutral and adaptive genomic diversity in a reintroduction.

Restoration programs in the form of ex-situ breeding combined with reintroductions are becoming critical to counteract demographic declines and species losses. Such programs are increasingly using genetic management to improve conservation outcomes. However, the lack of long-term monitoring of genetic indicators following reintroduction prevents assessments of the trajectory and persistence of reintroduced populations. We carried out an extensive monitoring program in the wild for a threatened small-bodied fish (southern pygmy perch, Nannoperca australis) to assess the long-term genomic effects of its captive breeding and reintroduction. The species was rescued prior to its extirpation from the terminal lakes of Australia's Murray-Darling Basin, and then used for genetically informed captive breeding and reintroductions. Subsequent annual or biannual monitoring of abundance, fitness, and occupancy over a period of 11 years, combined with postreintroduction genetic sampling, revealed survival and recruitment of reintroduced fish. Genomic analyses based on data from the original wild rescued, captive born, and reintroduced cohorts revealed low inbreeding and strong maintenance of neutral and candidate adaptive genomic diversity across multiple generations. An increasing trend in the effective population size of the reintroduced population was consistent with field monitoring data in demonstrating successful re-establishment of the species. This provides a rare empirical example that the adaptive potential of a locally extinct population can be maintained during genetically informed ex-situ conservation breeding and reintroduction into the wild. Strategies to improve biodiversity restoration via ex-situ conservation should include genetic-based captive breeding and longitudinal monitoring of standing genomic variation in reintroduced populations.

Monitoreo Longitudinal de la Diversidad Genómica Neutral y Adaptativa en una Reintroducción Marshall et al. 21-643 Resumen Los programas de restauración a manera de reproducción ex situ combinada con reintroducciones se están volviendo críticos para contrarrestar las declinaciones demográficas y la pérdida de especies. Dichos programas usan cada vez más la gestión genética para mejorar los resultados de conservación. Sin embargo, la falta de monitoreo a largo plazo de los indicadores genéticos posteriores a la reintroducción evita que se realicen evaluaciones de la trayectoria y la persistencia de las poblaciones reintroducidas. Se rescató un pez de talla pequeña (percha pigmea del sur [Nannoperca australis]) previo a su extirpación de los lagos terminales de la Cuenca Murray-Darling en Australia para después reproducirlo en cautiverio con información genética y reintroducirlo. Realizamos monitoreos anuales o bianuales de la abundancia, aptitud y ocupación en vida silvestre durante once años, además de un muestreo genético posterior a la reintroducción. Analizamos los datos genómicos de los grupos originales rescatados, los nacidos en cautiverio y los reintroducidos. Nuestro objetivo era evaluar los efectos genómicos a largo plazo de la reproducción en cautiverio y la reintroducción de esta especie. Esto reveló baja endogamia y el sólido mantenimiento de la diversidad genómica neutral y adaptativa durante varias generaciones. Encontramos una coherencia entre la tendencia creciente en el tamaño de la población efectiva de la población reintroducida y los datos de campo que demostraron el restablecimiento exitoso de la especie. Nuestro estudio proporciona un raro ejemplo empírico de cómo el potencial adaptativo de una población localmente extinta puede mantenerse durante la reproducción de conservación ex situ genéticamente informada y su reintroducción. Las estrategias para mejorar la restauración de la biodiversidad por medio de la conservación ex situ deberían incluir la reproducción en cautiverio basada en la genética y el monitoreo longitudinal de la variación genómica actual de las poblaciones reintroducidas.

Modeling minimum viable population size with multiple genetic problems of small populations.

An important goal for conservation is to define minimum viable population (MVP) sizes for long-term persistence of a species. There is increasing evidence of the role of genetics in population extinction; thus, conservation practitioners are starting to consider the effects of deleterious mutations (DM), in particular the effects of inbreeding depression on fitness. We sought to develop methods to account for genetic problems other than inbreeding depression in MVP estimates, quantify the effect of the interaction of multiple genetic problems on MVP sizes, and find ways to reduce the arbitrariness of time and persistence probability thresholds in MVP analyses. To do so, we developed ecoevolutionary quantitative models to track population size and levels of genetic diversity. We assumed a biallelic multilocus genome with loci under single or multiple, interacting genetic forces. We included mutation-selection-drift balance (for loci with DM) and 3 forms of balancing selection for loci for which variation is lost through genetic drift. We defined MVP size as the lowest population size that avoids an ecoevolutionary extinction vortex. For populations affected by only balancing selection, MVP size decreased rapidly as mutation rates increased. For populations affected by mutation-selection-drift balance, the MVP size increased rapidly. In addition, MVP sizes increased rapidly as the number of loci increased under the same or different selection mechanisms until even arbitrarily large populations could not survive. In the case of fixed number of loci under selection, interaction of genetic problems did not always increase MVP sizes. To further enhance understanding about interaction of genetic problems, there is need for more empirical studies to reveal how different genetic processes interact in the genome.

Resumen Un objetivo importante de la conservación es definir los tamaños de una población mínima viable (PMV) para la persistencia a largo plazo de una especie. Cada vez hay más evidencia del papel que tiene la genética en la extinción poblacional; por lo tanto, quienes practican la conservación comienzan a considerar los efectos de las mutaciones deletéreas (MD) causadas por los cambios en la adaptabilidad ocasionados por la depresión endogámica. Buscamos desarrollar varios métodos que consideren otros problemas genéticos además de la depresión endogámica en las estimaciones de la PMV, cuantifiquen el efecto de la interacción entre múltiples problemas genéticos sobre los tamaños de la PMV y encuentren maneras para reducir la arbitrariedad de los umbrales de tiempo y de probabilidad de persistencia en los análisis de la PMV. Para realizar lo anterior, desarrollamos unos modelos cuantitativos ecoevolutivos para darle seguimiento al tamaño poblacional y a los niveles de diversidad genética. Partimos de un supuesto genoma bialélico multilocus con loci bajo una o varias fuerzas genéticas en interacción. Incluimos un equilibrio de mutación-selección-deriva (para los loci con MD) y tres formas de selección equilibradora para los loci cuya variación se pierde mediante la deriva génica. Definimos el tamaño de la PMV como el tamaño poblacional más reducido que evita un vórtice de extinción ecoevolutiva. Para las poblaciones afectadas solamente por la selección equilibradora, el tamaño de la PMV disminuyó rápidamente conforme incrementaron las tasas de mutación. Para las poblaciones afectadas por el equilibrio mutación-selección-deriva, el tamaño de la PMV incrementó rápidamente. Además, los tamaños de la PMV incrementaron rápidamente conforme el número de loci incrementó bajo el mismo mecanismo de selección o alguno distinto hasta que las poblaciones arbitrariamente grandes no podían sobrevivir más. En el caso de un número fijo de loci bajo selección, la interacción de los problemas genéticos no siempre incrementó el tamaño de la PMV. Para incrementar aún más el conocimiento sobre las interacciones de los problemas genéticos, se necesitan más estudios empíricos que revelen cómo los diferentes procesos genéticos interactúan en el genoma.

Using environmental and geographic data to optimize ex situ collections and preserve evolutionary potential.

Maintenance of biodiversity through seed banks and botanical gardens, where the wealth of species' genetic variation may be preserved ex situ, is a major goal of conservation. However, challenges can persist in optimizing ex situ collections if trade-offs exist among cost, effort, and conserving species evolutionary potential, particularly when genetic data are not available. We evaluated the genetic consequences of population preservation informed by geographic (isolation by distance [IBD]) and environmental (isolation by environment [IBE]) distance for ex situ collections for which population provenance is available. We used 19 genetic and genomic data sets from 15 plant species to assess the proportion of population genetic differentiation explained by geographic and environmental factors and to simulate ex situ collections prioritizing source populations based on pairwise geographic distance, environmental distance, or both. Specifically, we tested the impact prioritizing sampling based on these distances may have on the capture of neutral, functional, or putatively adaptive genetic diversity and differentiation. Individually, IBD and IBE explained limited population genetic differences across all 3 genetic marker classes (IBD, 10-16%; IBE, 1-5.5%). Together, they explained a substantial proportion of population genetic differences for functional (45%) and adaptive (71%) variation. Simulated ex situ collections revealed that inclusion of IBD, IBE, or both increased allelic diversity and genetic differentiation captured among populations, particularly for loci that may be important for adaptation. Thus, prioritizing population collections based on environmental and geographic distance data can optimize genetic variation captured ex situ. For the vast majority of plant species for which there is no genetic information, these data are invaluable to conservation because they can guide preservation of genetic variation needed to maintain evolutionary potential within collections.

Uso de Datos Ambientales y Geográficos para Optimizar las Colecciones Ex Situ y Preservar el Potencial Evolutivo Resumen El mantenimiento de la biodiversidad por medio de bancos de semillas y jardines botánicos, en donde la riqueza de la variación genética de las especies puede preservarse ex situ, es una de las principales metas de la conservación. Sin embargo, los obstáculos para la optimización de las colecciones ex situ pueden persistir si existen compensaciones entre el costo, el esfuerzo y la conservación del potencial evolutivo de la especie, particularmente cuando no están disponibles los datos genéticos. Evaluamos las consecuencias genéticas que tiene la preservación de una población fundamentada en la distancia geográfica (aislamiento por distancia [APD]) y ambiental (aislamiento por entorno [APE]) para las colecciones ex situ cuyo origen poblacional está disponible. Usamos 19 conjuntos de datos genéticos y genómicos de 15 especies de plantas para evaluar la proporción de la diferenciación genética de la población explicada por los factores geográficos y ambientales y para simular las colecciones ex situ que priorizan a las poblaciones de origen con base en la distancia geográfica por pares, la distancia ambiental, o ambas. Específicamente, comprobamos el impacto que puede tener la priorización de muestreos basados en estas distancias sobre la captura de la diferenciación y la diversidad genética neutral, funcional o putativamente adaptativa. De manera individual, el APD y el APE explicaron las diferencias limitadas en la genética poblacional en todas las clases de marcadores genéticos (APD, 10-16%; APE, 1-5.5%). En conjunto, ambos tipos de aislamiento explicaron una proporción sustancial de las diferencias en la genética poblacional para la variación funcional (45%) y adaptativa (71%). La simulación de colecciones ex situ reveló que la inclusión del APD, APE o ambos incrementó la diversidad de alelos y la diferenciación genética capturada entre las poblaciones, particularmente para los loci que pueden ser importantes para la adaptación. Por lo tanto, la priorización de las colecciones poblacionales basadas en los datos de distancia geográfica o ambiental pueden optimizar la variación genética capturada ex situ. Para la mayoría de las especies de plantas para las cuales no hay información genética, estos datos son indispensables para la conservación porque pueden dirigir la preservación de la variación genética necesaria para mantener el potencial evolutivo dentro de las colecciones.

Molecular epidemiology of Campylobacter jejuni isolates from the broiler production chain: first report of MLST profiles in Argentina.

Campylobacter jejuni is an important foodborne pathogen with global distribution. We describe a genotyping study of a collection of C. jejuni (n=137) isolated from different broiler farms and from multiple sites along the processing line in a slaughterhouse in Argentina during 2011, 2012 and 2015. The isolates were genotyped using pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) and multilocus sequence typing (MLST). Based on the PFGE results, the isolates were grouped into 26 pulsotypes. Subsequently, the isolates representing these 26 pulsotypes were chosen for MLST genotyping, which identified 16 different sequence types (STs) and 6 clonal complexes (CCs) (21, 45, 48, 353, 354, 446). Several of the STs (n=7) have not been previously reported in the PubMLST.org database. The most prevalent CCs were 21, 45 (both associated with human campylobacteriosis worldwide) and 353. This study showed high genetic diversity among C. jejuni in the broiler production environment in Argentina with novel MLST genotypes.

Incorporating differences between genetic diversity of trees and herbaceous plants in conservation strategies.

Reviews that summarize the genetic diversity of plant species in relation to their life history and ecological traits show that forest trees have more genetic diversity at population and species levels than annuals or herbaceous perennials. In addition, among-population genetic differentiation is significantly lower in trees than in most herbaceous perennials and annuals. Possible reasons for these differences between trees and herbaceous perennials and annuals have not been discussed critically. Several traits, such as high rates of outcrossing, long-distance pollen and seed dispersal, large effective population sizes (Ne ), arborescent stature, low population density, longevity, overlapping generations, and occurrence in late successional communities, may make trees less sensitive to genetic bottlenecks and more resistant to habitat fragmentation or climate change. We recommend that guidelines for genetic conservation strategies be designed differently for tree species versus other types of plant species. Because most tree species fit an LH scenario (low [L] genetic differentiation and high [H] genetic diversity), tree seeds could be sourced from a few populations distributed across the species' range. For the in situ conservation of trees, translocation is a viable option to increase Ne . In contrast, rare herbaceous understory species are frequently HL (high differentiation and low diversity) species. Under the HL scenario, seeds should be taken from many populations with high genetic diversity. In situ conservation efforts for herbaceous plants should focus on protecting habitats because the typically small populations of these species are vulnerable to the loss of genetic diversity. The robust allozyme genetic diversity databases could be used to develop conservation strategies for species lacking genetic information. As a case study of reforestation with several tree species in denuded areas on the Korean Peninsula, we recommend the selection of local genotypes as suitable sources to prevent adverse effects and to insure the successful restoration in the long term.

Incorporación de diferencias de diversidad genética entre árboles y plantas herbáceas en estrategias de conservación Resumen Las revisiones que resumen la diversidad genética de las plantas en relación con sus características ecológicas y biológicas muestran que los árboles forestales tienen más diversidad genética a nivel de población y de especie que las plantas anuales o las perennes herbáceas. Sumado a esto, la diferenciación genética entre poblaciones es significativamente más baja en los árboles que en la mayoría de las perennes herbáceas y las anuales. Hasta la fecha no se han discutido críticamente las posibles explicaciones de estas diferencias entre los árboles y las perennes herbáceas y las plantas anuales. Varias características, como las tasas altas de alogamia, la dispersión a gran distancia de polen y semillas, el gran tamaño de la población efectiva (Ne ), la estatura arbórea, la baja densidad poblacional, la longevidad, el solapamiento de generaciones y la presencia dentro de comunidades sucesionales tardías, pueden generar en los árboles una menor sensibilidad a los cuellos de botella genéticos y una mayor resistencia a la fragmentación del hábitat o al cambio climático. Recomendamos que las directrices para las estrategias de conservación genética estén diseñadas de manera diferente para las especies arbóreas que para otro tipo de plantas. Ya que la mayoría de las especies arbóreas encajan dentro de un escenario LH (baja [L] diferenciación genética y alta [H] diversidad genética), las semillas de los árboles podrían tomarse de unas cuantas poblaciones dispersas a lo largo del área de distribución de la especie. Por lo anterior, para la conservación in situ de los árboles, la translocación es una opción viable para incrementar la Ne . Al contrario de esta situación, las especies herbáceas raras del sotobosque con frecuencia son especies HL (alta diferenciación y baja diversidad). En el escenario HL, las semillas deberían ser recolectadas de muchas poblaciones con diversidad genética alta y los esfuerzos de conservación in situ para las plantas herbáceas deberían enfocarse en la protección del hábitat ya que las poblaciones típicamente pequeñas de estas especies son vulnerables a la pérdida de la diversidad genética. Las robustas bases de datos de diversidad genética aloenzimática podrían usarse para desarrollar estrategias de conservación para las especies que carecen de información genética. Como caso de estudio de reforestación con varias especies arbóreas en áreas deforestadas de la Península de Corea, recomendamos la selección de genotipos locales como fuente adecuada para prevenir los efectos adversos y para asegurar la restauración exitosa a largo plazo.

The imperiled fish fauna in the Nicaragua Canal zone.

Large-scale infrastructure projects commonly have large effects on the environment. The planned construction of the Nicaragua Canal will irreversibly alter the aquatic environment of Nicaragua in many ways. Two distinct drainage basins (San Juan and Punta Gorda) will be connected and numerous ecosystems will be altered. Considering the project's far-reaching environmental effects, too few studies on biodiversity have been performed to date. This limits provision of robust environmental impact assessments. We explored the geographic distribution of taxonomic and genetic diversity of freshwater fish species (Poecilia spp., Amatitlania siquia, Hypsophrys nematopus, Brycon guatemalensis, and Roeboides bouchellei) across the Nicaragua Canal zone. We collected population samples in affected areas (San Juan, Punta Gorda, and Escondido drainage basins), investigated species composition of 2 drainage basins and performed genetic analyses (genetic diversity, analysis of molecular variance) based on mitochondrial cytb. Freshwater fish faunas differed substantially between drainage basins (Jaccard similarity = 0.33). Most populations from distinct drainage basins were genetically differentiated. Removing the geographic barrier between these basins will promote biotic homogenization and the loss of unique genetic diversity. We found species in areas where they were not known to exist, including an undescribed, highly distinct clade of live bearing fish (Poecilia). Our results indicate that the Nicaragua Canal likely will have strong impacts on Nicaragua's freshwater biodiversity. However, knowledge about the extent of these impacts is lacking, which highlights the need for more thorough investigations before the environment is altered irreversibly.

Multispecies genetic objectives in spatial conservation planning.

Growing threats to biodiversity and global alteration of habitats and species distributions make it increasingly necessary to consider evolutionary patterns in conservation decision making. Yet, there is no clear-cut guidance on how genetic features can be incorporated into conservation-planning processes, despite multiple molecular markers and several genetic metrics for each marker type to choose from. Genetic patterns differ between species, but the potential tradeoffs among genetic objectives for multiple species in conservation planning are currently understudied. We compared spatial conservation prioritizations derived from 2 metrics of genetic diversity (nucleotide and haplotype diversity) and 2 metrics of genetic isolation (private haplotypes and local genetic differentiation) in mitochondrial DNA of 5 marine species. We compared outcomes of conservation plans based only on habitat representation with plans based on genetic data and habitat representation. Fewer priority areas were selected for conservation plans based solely on habitat representation than on plans that included habitat and genetic data. All 4 genetic metrics selected approximately similar conservation-priority areas, which is likely a result of prioritizing genetic patterns across a genetically diverse array of species. Largely, our results suggest that multispecies genetic conservation objectives are vital to creating protected-area networks that appropriately preserve community-level evolutionary patterns.

Aligning science and policy to achieve evolutionarily enlightened conservation.

There is increasing recognition among conservation scientists that long-term conservation outcomes could be improved through better integration of evolutionary theory into management practices. Despite concerns that the importance of key concepts emerging from evolutionary theory (i.e., evolutionary principles and processes) are not being recognized by managers, there has been little effort to determine the level of integration of evolutionary theory into conservation policy and practice. We assessed conservation policy at 3 scales (international, national, and provincial) on 3 continents to quantify the degree to which key evolutionary concepts, such as genetic diversity and gene flow, are being incorporated into conservation practice. We also evaluated the availability of clear guidance within the applied evolutionary biology literature as to how managers can change their management practices to achieve better conservation outcomes. Despite widespread recognition of the importance of maintaining genetic diversity, conservation policies provide little guidance about how this can be achieved in practice and other relevant evolutionary concepts, such as inbreeding depression, are mentioned rarely. In some cases the poor integration of evolutionary concepts into management reflects a lack of decision-support tools in the literature. Where these tools are available, such as risk-assessment frameworks, they are not being adopted by conservation policy makers, suggesting that the availability of a strong evidence base is not the only barrier to evolutionarily enlightened management. We believe there is a clear need for more engagement by evolutionary biologists with policy makers to develop practical guidelines that will help managers make changes to conservation practice. There is also an urgent need for more research to better understand the barriers to and opportunities for incorporating evolutionary theory into conservation practice.

[Blastocystis spp.: Advances, controversies and future challenges]. / Blastocystis spp.: avances, controversias y desafíos futuros.

Blastocystis spp. is the most common protozoan detected in human stool samples. In developing countries, infection rates are higher than 20%. The presence of this parasite in the feces of several host species suggests its zoonotic potential. The clinical relevance and the pathogenic role of Blastocystis spp. in the intestinal tract remain unclear. There are several clinical reports that recognize it as the etiologic agent of several intestinal disorders such as diarrhea, inflammatory bowel disease and ulcerative colitis, although the pathogenicity of this parasite has not been proved yet. This wide range of clinical manifestations could be related to the genetic diversity exhibited by this parasite.

A novel holistic framework for genetic-based captive-breeding and reintroduction programs.

Research in reintroduction biology has provided a greater understanding of the often limited success of species reintroductions and highlighted the need for scientifically rigorous approaches in reintroduction programs. We examined the recent genetic-based captive-breeding and reintroduction literature to showcase the underuse of the genetic data gathered. We devised a framework that takes full advantage of the genetic data through assessment of the genetic makeup of populations before (past component of the framework), during (present component), and after (future component) captive-breeding and reintroduction events to understand their conservation potential and maximize their success. We empirically applied our framework to two small fishes: Yarra pygmy perch (Nannoperca obscura) and southern pygmy perch (Nannoperca australis). Each of these species has a locally adapted and geographically isolated lineage that is endemic to the highly threatened lower Murray-Darling Basin in Australia. These two populations were rescued during Australia's recent decade-long Millennium Drought, when their persistence became entirely dependent on captive-breeding and subsequent reintroduction efforts. Using historical demographic analyses, we found differences and similarities between the species in the genetic impacts of past natural and anthropogenic events that occurred in situ, such as European settlement (past component). Subsequently, successful maintenance of genetic diversity in captivity-despite skewed brooder contribution to offspring-was achieved through carefully managed genetic-based breeding (present component). Finally, genetic monitoring revealed the survival and recruitment of released captive-bred offspring in the wild (future component). Our holistic framework often requires no additional data collection to that typically gathered in genetic-based breeding programs, is applicable to a wide range of species, advances the genetic considerations of reintroduction programs, and is expected to improve with the use of next-generation sequencing technology.

Role of genomics and transcriptomics in selection of reintroduction source populations.

The use and importance of reintroduction as a conservation tool to return a species to its historical range from which it has been extirpated will increase as climate change and human development accelerate habitat loss and population extinctions. Although the number of reintroduction attempts has increased rapidly over the past 2 decades, the success rate is generally low. As a result of population differences in fitness-related traits and divergent responses to environmental stresses, population performance upon reintroduction is highly variable, and it is generally agreed that selecting an appropriate source population is a critical component of a successful reintroduction. Conservation genomics is an emerging field that addresses long-standing challenges in conservation, and the potential for using novel molecular genetic approaches to inform and improve conservation efforts is high. Because the successful establishment and persistence of reintroduced populations is highly dependent on the functional genetic variation and environmental stress tolerance of the source population, we propose the application of conservation genomics and transcriptomics to guide reintroduction practices. Specifically, we propose using genome-wide functional loci to estimate genetic variation of source populations. This estimate can then be used to predict the potential for adaptation. We also propose using transcriptional profiling to measure the expression response of fitness-related genes to environmental stresses as a proxy for acclimation (tolerance) capacity. Appropriate application of conservation genomics and transcriptomics has the potential to dramatically enhance reintroduction success in a time of rapidly declining biodiversity and accelerating environmental change.

Effect of biogeographic history on population vulnerability in European amphibians.

The genetic diversity of populations, which contributes greatly to their adaptive potential, is negatively affected by anthropogenic habitat fragmentation and destruction. However, continental-scale losses of genetic diversity also resulted from the population expansions that followed the end of the last glaciation, an element that is rarely considered in a conservation context. We addressed this issue in a meta-analysis in which we compared the spatial patterns of vulnerability of 18 widespread European amphibians in light of phylogeographic histories (glacial refugia and postglacial routes) and anthropogenic disturbances. Conservation statuses significantly worsened with distances from refugia, particularly in the context of industrial agriculture; human population density also had a negative effect. These findings suggest that features associated with the loss of genetic diversity in post-glacial amphibian populations (such as enhanced fixation load or depressed adaptive potential) may increase their susceptibility to current threats (e.g., habitat fragmentation and pesticide use). We propose that the phylogeographic status of populations (i.e., refugial vs. post-glacial) should be considered in conservation assessments for regional and national red lists.

El Efecto de la Historia Biogeográfica sobre la Vulnerabilidad de Poblaciones de Anfibios Europeosti Resumen La diversidad genética de las poblaciones, que contribuye ampliamente a su potencial de adaptación, es afectada negativamente por la fragmentación y destrucción de hábitat generadas por el hombre. Independientemente, las pérdidas de diversidad genética a escalas continentales también han resultado de expansiones poblacionales que ocurrieron después del final de la última glaciación, un elemento que rara vez se considera dentro del contexto de la conservación. Nos enfocamos en esta cuestión por medio de un meta-análisis, en el cual comparamos los patrones espaciales de la vulnerabilidad de 18 anfibios europeos de amplia distribución a la luz de las historias filogeográficas (refugios glaciales y rutas post-glaciales) y las perturbaciones antropogénicas. Los estados de conservación empeoraron significativamente con la distancia a los refugios, particularmente en el contexto de la industria agrícola; la población humana también tuvo un efecto negativo. Estos hallazgos sugieren que las características asociadas con la pérdida de la diversidad genética en las poblaciones anfibias post-glaciales (como la carga de fijación aumentada o el potencial de adaptación deprimido) pueden incrementar su susceptibilidad a las amenazas actuales (p. ej.: la fragmentación de hábitat y el uso de pesticidas). Proponemos que el estado filogeográfico de las poblaciones (es decir, de refugio vs post-glacial) debe considerarse en las evaluaciones de conservación para listas rojas regionales y nacionales.

Effect of rotational shepherding on demographic and genetic connectivity of calcareous grassland plants.

Response to habitat fragmentation may not be generalized among species, in particular for plant communities with a variety of dispersal traits. Calcareous grasslands are one of the most species-rich habitats in Central Europe, but abandonment of traditional management has caused a dramatic decline of calcareous grassland species. In the Southern Franconian Alb in Germany, reintroduction of rotational shepherding in previously abandoned grasslands has restored species diversity, and it has been suggested that sheep support seed dispersal among grasslands. We tested the effect of rotational shepherding on demographic and genetic connectivity of calcareous grassland specialist plants and whether the response of plant populations to shepherding was limited to species dispersed by animals (zoochory). Specifically, we tested competing dispersal models and source and focal patch properties to explain landscape connectivity with patch-occupancy data of 31 species. We fitted the same connectivity models to patch occupancy and nuclear microsatellite data for the herb Dianthus carthusianorum (Carthusian pink). For 27 species, patch connectivity was explained by dispersal by rotational shepherding regardless of adaptations to zoochory, whereas population size (16% species) and patch area (0% species) of source patches were not important predictors of patch occupancy in most species. [Correction made after online publication, February 25, 2014: Population size and patch area percentages were mistakenly inverted, and have now been fixed.] Microsite diversity of focal patches significantly increased the model variance explained by patch occupancy in 90% of the species. For D. carthusianorum, patch connectivity through rotational shepherding explained both patch occupancy and population genetic diversity. Our results suggest shepherding provides dispersal for multiple plant species regardless of their dispersal adaptations and thus offers a useful approach to restore plant diversity in fragmented calcareous grasslands.

Variabilidad genética del pez Lutjanus guttatus (Perciformes: Lutjanidae) mediante el uso de microsatélites en Costa Rica / Genetic variability of the fish Lutjanus guttatus (Perciformes: Lutjanidae) using microsatellites in Costa Rica

Introducción: El pargo mancha es un pez marino de alto consumo e interés comercial en Costa Rica que está sometido a una fuerte presión pesquera, la cual puede afectar la diversidad genética y generar problemas por depresión endogámica. Objetivo: Evaluar el estado genético de la población de Lutjanus guttatus mediante el uso microsatélites. Métodos: Se recolectaron muestras entre el 2018 y 2019 y se estudiaron 44 individuos de cada una de las localidades del Golfo de Nicoya y Golfo Dulce. Se realizó la extracción de ADN y la amplificación de diez loci con microsatélites mediante PCR, para la determinación del genotipo, análisis de diversidad genética y estructura poblacional. Resultados: Los parámetros de diversidad indican un elevado polimorfismo asociado con un alto número de alelos obtenidos por locus, pero con bajos niveles de heterocigosidad observada en comparación con la esperada (Ho= 0.774 y 0.800 y He= 0.948 y 0.954 para Golfo de Nicoya y Golfo Dulce, respectivamente). No hay evidencia suficiente para decir que las dos poblaciones son distintas (FST= 0.00264, P > 0.05). La desviación del Equilibrio de Hardy-Weinberg indica la posible mezcla de organismos de origen distinto a los del medio silvestre. Conclusiones: L. guttatus tiene niveles altos de diversidad genética, no hay evidencia de diferenciación en subpoblaciones genéticas, lo que en manejo pesquerías se considera una sola población panmíctica. La posible mezcla de individuos de origen distinto al silvestre sugiere la presencia de organismos de un programa de repoblación o de cultivos comerciales en la región. El uso de marcadores genéticos se recomienda para el monitoreo, además, en programas de repoblación y evaluar su efecto.

Introduction: The spotted snapper is a high-consumption and commercially important marine fish in Costa Rica, subjected to heavy fishing pressures, which can affect genetic diversity and generate problems due to inbreeding depression. Objective: To evaluate the genetic status of the population of Lutjanus guttatus using microsatellites. Methods: Samples were collected between 2018 and 2019, and 44 individuals from each of the localities of the Gulf of Nicoya and the Gulf of Dulce were studied. DNA extraction and amplification of ten loci with microsatellites using PCR were performed, followed by genotyping, analysis of genetic diversity, and population structure. Results: Diversity parameters indicate a high polymorphism associated with a high number of alleles obtained per locus, but with low levels of observed heterozygosity compared to expected (Ho= 0.774 and 0.800, and He= 0.948 and 0.954 for the Gulf of Nicoya and Gulf of Dulce, respectively). There is not enough evidence to say that the two populations are distinct (FST= 0.00264, P > 0.05). Deviation from Hardy-Weinberg equilibrium was recorded, indicating possible mixing of organisms of different origin from the wild environment. Conclusions: L. guttatus presents high levels of genetic diversity, without evidence of differentiation in genetic subpopulations. For fisheries management purposes, they would be considered a single panmictic population. The possible mixing with wild individuals suggests the presence of organisms derived from a restocking or commercial cultivation program carried out in the region. The use of genetic markers is recommended to maintain monitoring, follow up on restocking programs and evaluate their effect.

Phenotypic intrapopulation variation in quinoa from the department of Boyacá, Colombia / Variación fenotípica intrapoblacional en quinua en el departamento de Boyacá, Colombia

ABSTRACT Quinoa (Chenopodium quinoa Wild.) is an Andean crop that originated from the Andes of South America, with great agronomic, industrial, pharmaceutical potential and also a great capacity to tolerate adverse environmental factors. In Colombia, more accurately in the Department of Nariño, Cauca, Cundinamarca and Boyacá. Shows great genetic variation, both molecular and morphological, which organization remains poorly documented. In Boyacá, there are few studies on the morphological characterization of cultivated materials, and there is no certified planting material, with farmers planting a mixture of materials. Qualitative and quantitative descriptors and principal component and cluster analyses were used to characterize the structure of the intra-population phenotypic variation in Blanca de Jericó quinoa materials grown in the Department of Boyacá. The principal component analysis explained more than 70 % of the observed variation, with the AP, LP, DP, LHS, and AHS characteristics being more variable. The cluster analysis showed grouping by characteristics, such as AP, panicle color, and the presence of pigmented axillae. Results show that the variance in morpho-phenological traits was concentrated at the intra-population, due to high variation at the inter-individual level. A more efficient selection process should be carried out to find materials or "pure" varieties with higher yields, resistance to biotic and abiotic factors, and adaptation to local conditions, which make quinoa an economically profitable crop in the Boyacá department.

RESUMEN La quinua (Chenopodium quinoa Wild.) es un cultivo andino, originario de los Andes Suramericanos, con gran potencial agronómico, industrial y farmacéutico y también con una gran capacidad para tolerar factores ambientales adversos. En Colombia, actualmente, se cultiva en los departamentos de Nariño, Cauca, Cundinamarca y Boyacá. Presenta una gran variación genética, tanto a nivel molecular como morfológica, la cual, ha sido poco documentada. En Boyacá son pocos los estudios de caracterización morfológica de materiales cultivados y no hay material de siembra certificado, por lo que los agricultores siembran una mezcla de materiales. Descriptores cualitativos y cuantitativos y un análisis de componentes principales y de agrupamiento fueron usados para caracterizar la estructura de la variación fenotípica intrapoblacional de los materiales de quinua Blanca Jericó, que son cultivados en el departamento de Boyacá. El análisis de componentes principales explicó más del 70 % de la variación observada, siendo las características más variables AP, LP, DP, LHS y AHS. El análisis clúster mostró un agrupamiento por características, tales como AP, color de la panícula y presencia de axilas pigmentadas. Los resultados mostraron que la variación en las características morfológicas estaba concentrada dentro de la población, debido a la alta variación, a nivel inter-individual. Se deben llevar a cabo procesos de selección más eficientes para encontrar materiales "puros" o variedades con más altos rendimientos, con resistencia a factores bióticos y abióticos y adaptados a las condiciones locales, para así hacer de la quinua un cultivo económicamente rentable para el departamento de Boyacá.

Population genetics of three threatened catfish species in heterogeneous environments of the Cauca River, Colombia

Neotropical catfishes Ageneiosus pardalis, Pimelodus grosskopfii and Sorubim cuspicaudus are migratory fishes of commercial importance that exhibit decreasing populations due to overfishing and other anthropic interventions. This study used species-specific microsatellite loci to test the hypothesis that threatened fish populations show genetic vulnerability signs and are genetically structured in the middle and lower sections of the Cauca River. The studied species exhibit genetic diversity levels higher than the average values reported for Neotropical Siluriformes; however, they seem to have suffered recent bottlenecks and they present significant endogamy levels that are higher for the critically endangered catfish P. grosskopfii. Furthermore, both Ageneiosus pardalis and S. cuspicaudus are each formed by one genetic group, while Pimelodus grosskopfii comprises two coexisting genetic groups. The information obtained in this study is useful for the decision making in management plans that are appropriate for the sustainability of these three species populations within the proposal for the expansion of the hydroelectric development and other anthropic activities.(AU)

Los bagres Neotropicales Ageneiosus pardalis, Pimelodus grosskopfii y Sorubim cuspicaudus, son peces migratorios de importancia comercial cuyas poblaciones han disminuido debido a la sobrepesca y otras intervenciones antrópicas. En este trabajo, se utilizaron loci microsatélites especie-específicos para contrastar la hipótesis de que las poblaciones de peces amenazadas muestran señales de vulnerabilidad genética y están genéticamente estructuradas en los sectores medio y bajo del río Cauca. Las especies estudiadas exhiben niveles de diversidad genética superiores a los promedios reportados para Siluriformes Neotropicales; sin embargo, parecen haber sufrido cuellos de botella recientes y presentan niveles significativos de endogamia que son más altos para el bagre en peligro crítico, P. grosskopfii. Además, Ageneiosus pardalis y S. cuspicaudus están conformados cada uno por un solo grupo genético, mientras que Pimelodus grosskopfii comprende dos grupos genéticos que coexisten. La información obtenida en este estudio es útil para la toma de decisiones en planes de manejo que sean adecuados para la sostenibilidad de las poblaciones de estas tres especies de bagre dentro de las propuestas para la expansión de desarrollo hidroeléctrico y otras actividades antrópicas.(AU)

Data mining of DNA sequences submitted by Peruvian institutions to public genetic databases / Minería de datos de secuencias de DNA enviadas a bases de datos genéticas públicas por instituciones peruanas

Abstract Genetic diversity is an important component of biodiversity, and it is crucial for current efforts to protect and sustainably manage several organisms and habitats. As far as we know, there is only one work describing Peruvian genetic information stored in public databases. We aimed to update this previous work searching in four public databases that stored digital sequence information: Nucleotide, BioProject, PATRIC, BOLD. With this information, we comment on the contribution of Peruvian institutions during recent years. In Nucleotide, the largest database, Bacteria are the most sequenced organisms by Peruvian institutions (70.60%), pathogenic bacteria such as Pasteurella multocida, Neisseria meningitidis, and Vibrio parahaemolyticus were the most abundant. We found no sequence records from the Archaea domain. In BioProject, the most common sequence belongs to Salmonella enterica subsp. enterica serovar Infantis. In PATRIC, a database of pathogenic agents, Mycobacterium tuberculosis and Yersinia pestis had the highest number of entries. Finally, in BOLD, an exclusively Eukaryotic database, Chordata (Aves and Actinopterygii), Angiospermae, and Arthropoda (Insecta, and Arachnida) were the most frequent records. Our results would indicate research preferences of Peruvian institutions, focusing on infectious diseases and some Eukaryotic phyla. Although there has been a significant increase of DNA information submitted by Peruvian institutions since the last report, the genetic diversity reflected in these databases remains inconsistent with the diversity in the country. More efforts must be made to obtain genetic information from more underestimated taxonomic groups and to promote more genetic research in regional Peruvian institutions.

Resumen La diversidad genética es una componente importante de la biodiversidad y es crucial para los esfuerzos actuales de proteger y gestionar de manera sostenible varios organismos y hábitats. Hasta donde sabemos, solo hay un trabajo que describe la información genética peruana almacenada en bases de datos públicas. Nuestro objetivo fue actualizar este trabajo previo buscando en cuatro bases de datos públicas que almacenaban información de secuencias digitales: Nucleotide, BioProject, PATRIC, BOLD. Con esta información analizamos la contribución de las instituciones peruanas durante los últimos años. En Nucleotide, la base de datos más grande, las bacterias fueron los organismos más secuenciados por las instituciones peruanas (70.60%), las bacterias patógenas como Pasteurella multocida, Neisseria meningitidis y Vibrio parahaemolyticus fueron las más abundantes. No encontramos registros de secuencias del dominio Archaea. En BioProject, la secuencia más común pertenece a Salmonella enterica subsp. enterica serovar Infantis. En PATRIC, una base de datos de agentes patógenos, Mycobacterium tuberculosis y Yersinia pestis tuvieron el mayor número de entradas. Finalmente, en BOLD, una base de datos exclusivamente eucariota, Chordata (Aves y Actinopterygii), Angiospermae y Arthropoda (Insecta y Arachnida) fueron los registros más frecuentes. Nuestros resultados indicarían las preferencias de investigación de las instituciones peruanas, centrándose en enfermedades infecciosas y algunos filos eucariotas. Aunque ha habido un aumento significativo de la información de ADN enviada por las instituciones peruanas desde el último informe, la diversidad genética reflejada en estas bases de datos sigue siendo inconsistente con la diversidad del país. Se deben realizar más esfuerzos para obtener información genética de grupos taxonómicos más subestimados y promover más investigación genética en las instituciones regionales peruanas.