ABSTRACT
Introduction: Understanding how species respond to climate change is critical for implementing conservation strategies. Objective: We explain through potential distributions and changes in altitudinal variation, the possible impacts of climate change in an endangered micro-endemic rodent of Mexico with narrow altitudinal range, Heteromys nelsoni and a rodent with a wide distributional and altitudinal range, Heteromys goldmani. Methods: We obtained historical and current records of both Heteromys species. Potential distribution models were generated using Maxent, including altitudes for each species and bioclimatic layers. We determined the Extent of Occurrence and Area of Occupancy for H. nelsoni according to the criteria of the IUCN in order to generate information about its risk status. Results: The altitude is not a variable that determines a shift in the distribution caused by climate change. In contrast, the temperature and precipitation are important for the potential distribution of both Heteromys species. The future changes in climatic conditions could reduce the area of suitable habitat for both species. Conclusions: The distribution surface is not greater than 33.44 km2 for H. nelsoni. Therefore, is urgent to re-evaluate their conservation status by the IUCN, mainly in its B criterion, and to take specific actions for their conservation. We suggest the creation of a terrestrial protected area.
Introducción: El entendimiento de cómo las especies responden al cambio climático es crítico para la implementación de estrategias de conservación. Objetivo: Explicar a través de distribuciones potenciales y cambios en la variación altitudinal, los posibles impactos del cambio climático en un roedor micro endémico de México, en peligro de extinción y con un rango altitudinal estrecho, Heteromys nelsoni y un roedor con una amplia distribución y rango altitudinal, Heteromys goldmani. Metodología: Obtuvimos registros históricos y actuales de ambas especies. Los modelos de distribución potencial se generaron utilizando Maxent, incluyendo altitudes y capas bioclimáticas. Determinamos la extensión de su presencia y el área de ocupación para H. nelsoni según los criterios de la IUCN, para generar información sobre su estado de riesgo. Resultados: La altitud no es una variable que determina un cambio en la distribución causada por el cambio climático. En contraste, la temperatura y precipitación son importantes para la distribución potencial de ambas especies de Heteromys. Los análisis sugieren que los cambios futuros en las condiciones climáticas podrían reducir el área de hábitat adecuado para ambas especies. Conclusión: La superficie de distribución de H. nelsoni no es mayor a 33.44 km2. Es urgente reevaluar su estado de conservación de la UICN, principalmente en su criterio B y tomar medidas específicas para su conservación. Sugerimos la creación de un área terrestre protegida.
ABSTRACT
Abstract Lepus flavigularis, is an endemic and endangered species, with only four populations inhabiting Oaxaca, México: Montecillo Santa Cruz, Aguachil, San Francisco del Mar Viejo and Santa María del Mar. Nevertheless, human activities like poaching and land use changes, and the low genetic diversity detected with mitochondrial DNA and allozymes in previous studies, have supported the urgent need of management strategies for this species, and suggest the definition of management units. For this, it is necessary to study the genetic structure with nuclear genes, due to their inheritance and high polymorphism, therefore, the objective of this study was to examine the variation and genetic structure of L. flavigularis using nuclear microsatellites. We sampled four populations of L. flavigularis and a total of 67 jackrabbits were captured by night sampling during the period of 2001 to 2006. We obtained the genomic DNA by the phenol-chloroform-isoamyl alcohol method. To obtain the diversity and genetic structure, seven microsatellites were amplified using the Polymerase Chain Reaction (PCR); the amplifications were visualized through electrophoresis with 10 % polyacrylamide gels, dyed with ethidium bromide. Genetic diversity was determined using the software GenAlEx v. 6.4, and genetic structure was obtained with ARLEQUIN v. 3.1; null alleles were evaluated using the program Micro-Checker v.2.2.2. Additionally, a Bayesian analysis was performed with software STRUCTURE v. 2.2.3., and the isolation by distance (IBD) was studied using the program PASSAGE v.2.0.11.6. Our results showed that the genetic variation found was low ( HO = 0.30, HE = 0.24) when compared to other jackrabbit species. Fixed alleles and moderate levels of genetic differentiation (F ST = 0.18, P = 0.001) were detected among populations, indicating the effect of the genetic drift and limited gene flow. Bayesian clustering analysis revealed two groups: (1) jackrabbits from Montecillo Santa Cruz, and (2) individuals living in Aguachil, San Francisco del Mar Viejo and Santa María del Mar. No evidence was found of isolation by distance. It is possible that the geographic barriers present between populations (e.g. lagoons, human settlements), rather than the geographical distance between them, may explain the observed genetic structure. The inbreeding coefficient was negative ( FIS =-0.27, P = 0.03), indicating genetic sub-structure in populations. We suggest two management units based on the genetically closer populations, which will help define precise conservation actions in L. flavigularis. This research is the basis for defining translocation of individuals between populations, nevertheless, a more extensive future study, with specific molecular markers for L. flavigularis, is required. In addition, it is necessary to analyze the barriers that limit the gene flow, since it is urgent to reduce the genetic differentiation between populations and increase the genetic diversity of this species.
Resumen Lepus flavigularis es una especie endémica y en peligro, con solo cuatro poblaciones ubicadas en Oaxaca, México: Montecillo Santa Cruz, Aguachil, San Francisco del Mar Viejo y Santa María del Mar. Las actividades humanas (e.g. cacería, cambios de uso de suelo) y la baja diversidad genética detectada con ADN mitocondrial y aloenzimas muestran la urgencia de desarrollar estrategias de manejo para esta especie. Para definir unidades de manejo es necesario estudiar la estructura genética con genes nucleares debido a su herencia y alto polimorfismo, por lo tanto, el objetivo de este estudio fue examinar la variación y estructura genética de L. flavigularis con microsatélites nucleares. Se obtuvo el ADN genómico de 67 liebres de las cuatro poblaciones de L. flavigularis, capturadas mediante muestreo nocturno de 2001 a 2006, mediante el método fenol-cloroformo-alcohol isoamílico. Para obtener la diversidad y estructura genética se amplificaron siete microsatélites con la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Las amplificaciones se visualizaron mediante electroforesis con geles de poliacrilamida al 10 %, teñidas con bromuro de etidio. La diversidad genética se determinó con el programa GenAlEx v.6.4, y la estructura genética se obtuvo con el ARLEQUIN v.3.1. Se evaluaron los alelos nulos con el programa Micro-Checker v.2.2.2. Adicionalmente, se realizó un análisis bayesiano con el software STRUCTURE v.2.2.3, y se estudió el aislamiento por distancia (IBD) mediante el programa PASSAGE v.2.0.11.6. La variación genética encontrada fue baja ( HO = 0.30, HE = 0.24) en comparación con otras especies de liebres. Se detectaron alelos fijos y diferenciación genética moderada (F ST = 0.18, P < 0.001) entre las poblaciones, lo que indica el efecto de la deriva genética y flujo genético limitado. El análisis Bayesiano reveló dos grupos: (1) liebres de Montecillo Santa Cruz, e (2) individuos de Aguachil, San Francisco del Mar Viejo y Santa María del Mar. No se detectó evidencia de aislamiento por distancia. Es posible que las barreras geográficas presentes entre las poblaciones (e.g. lagunas, asentamientos humanos), más que la distancia geográfica entre ellas, expliquen la estructura genética observada. El coeficiente de endogamia fue negativo ( FIS =-0.27, P = 0.03), indicando sub-estructura genética en las poblaciones. Sugerimos dos unidades de manejo con base en las poblaciones más cercanas genéticamente, lo que ayudará a definir acciones precisas de conservación en L. flavigularis. Esta investigación es la base para definir la translocación de individuos entre las poblaciones, sin embargo, se requiere un estudio futuro más amplio que incorpore marcadores moleculares específicos para L. flavigularis. Asimismo, es necesario analizar las barreras que limitan el flujo genético, ya que es urgente reducir la diferenciación genética entre poblaciones e incrementar la diversidad genética de esta especie.
ABSTRACT
Land use changes by human activities have been the main causes of habitats and wildlife population degradation. In the Tehuantepec Isthmus in Oaxaca, the tropical habitat of the porcupine Sphiggurus mexicanus has been subject to vegetation and land use changes, causing its reduction and fragmentation. In this study, we estimated vegetation cover and land use (δn) change rates and assessed habitat availability and potential corridors for possible porcupine movements to avoid its isolation. In the study area, the type of vegetation with the most change rate value was the savanna (δn=-2.9), transformed into induced grasslands. Additionally, we have observed the porcupine (since 2011) in semi-deciduous (δn=-0.87) and tropical dry (δn=-0.89) forests that have been transformed in temporal agriculture and mesquite and induced grasslands. The vegetation inhabited by the porcupine resulted in recording a total of 64 plant species (44 trees, nine vines, seven herbs, four shrubs), of which the vine Bunchosia lanceolata showed the highest importance value (41.85) followed by the trees Guazuma ulmifolia (22.71), Dalbergia glabra (18.05), and Enterolobium cyclocarpum (17.02). The habitat evaluation and potential corridor analysis showed that only 1 501.93ha could be considered as suitable habitats with optimum structural conditions (coverage, surface, and distances to transformed areas) to maintain viable populations of S. mexicanus, and 293.6ha as corridors. An increasing destruction of the porcupines habitat has been observed in the study area due to excessive logging, and actions for this species and its habitat conservation and management have to be taken urgently. Rev. Biol. Trop. 62 (4): 1481-1494. Epub 2014 December 01.
Los cambios de uso del suelo por actividades humanas, han sido de las principales causas de la degradación, reducción y fragmentación de los hábitats y poblaciones de fauna silvestre. En el Istmo de Tehuantepec, Oaxaca, el hábitat del puercoespín tropical Sphiggurus mexicanus, se encuentra sometido a cambios de cobertura vegetal y uso del suelo, que están causando la reducción y fragmentación de su hábitat. Debido a ello, estimamos las tasas de cambio de la cobertura vegetal y uso del suelo (δn), y evaluamos la disponibilidad del hábitat y de corredores vegetales potenciales para los posibles movimientos del puercoespín tropical y evitar su aislamiento. En el área de estudio el tipo de vegetación con mayor valor de tasa de cambio fue la sabana (δn=-2.9), transformado en pastizal inducido. Adicionalmente, observamos puercoespínes (desde 2011) en selva mediana subperennifolia (δn=-0.87) y selva baja caducifolia (δn=-0.89), los cuales han sido transformados en áreas de cultivo, selva baja espinosa y pastizal inducido. Caracterizamos la vegetación del hábitat del puercoespín, registrando un total de 64 especies vegetales (44 árboles, nueve bejucos, siete hierbas y cuatro arbustos), de los cuales, el bejuco Bunchosia lanceolata, presentó los valores más altos de importancia (41.85), seguidos por los árboles Guazuma ulmifolia (22.71), Dalbergia glabra (18.05), y Enterolobium cyclocarpum (17.02). El análisis de evaluación de hábitat y corredores potenciales mostró que solo 1 501.93ha pueden considerarse como hábitats adecuados con condiciones estructurales (de cobertura, superficie y distancias a áreas transformadas) para mantener poblaciones viables de S. mexicanus; y 293.6ha como corredores. La destrucción del hábitat del puerco espín en el área de estudio está incrementándose por la tala excesiva, por lo tanto, es prioritario emprender acciones para la conservación y manejo del taxón y su hábitat.