Modeling Problems in Conservation Genetics Using Captive Drosophila Populations: Consequences of Equalization of Family Sizes

Equalization of family sizes is recommended for use in captive breeding programs, as it is predicted to double effective population sizes, reduce inbreeding, and slow the loss of genetic variation. The effects of maintaining small captive populations with equalization of family sizes versus random choice of parents on levels of inbreeding genetic variation, reproductive fitness, and effective population sizes (Ne) were evaluated in 10 lines of each treatment maintained with four pairs of parents per generation. The mean inbreeding coefficient (F) increased at a significantly slower rate with equalization than with random choice (means of 0.35 and 0.44 at generation 10). Average heterozygosities at generation 10, based on six polymorphic enzyme loci, were significantly higher with equalization (0.149) than with random choice (0.085), compared to the generation 0 level of 0.188. The competitive index measure of reproductive fitness at generation 11 was more than twice as high with equalization as with random choice, both being much lower than in the outbred base population. There was considerable variation among replicate lines within treatments in all the above measures and considerable overlap between lines from the two treatments. Estimates of Ne for equalization were greater than those for random choice, whether estimated from changes in average heterozygosities or from changes in F. Equalization of family sizes can be unequivocally recommended for use in the genetic management of captive populations. La igualacion del tamano familiar es recomendado para ser usado en programas de cria en cautiverio dado que se predice que duplicaria el tamano poblacional efectivo, reduciria la consanguinidad y retardaria la perdida de variabilidad genetica. Los efectos de mantener pequenos tamanos poblacionales con igualacion del tamano familiar, en oposicion a la eleccion al azar de los progenitores, sobre los niveles de consanguinidad, variacion genetica, fitness reproductivo y tamano poblacional efectivo fueron evaluados en 10 linajes de cada tratamiento mantenido con cuatro pares de progenitores por generacion. Los coeficientes de consanguinidad promedio aumentaron mas lentamente en los tratamientos con igaulacion del tamano familiar que en aquellos con eleccion al azar (medias de 0.35 y 0.44 en la generacion 10, respectivamente). La heterozigocidad promedio en la generiacion 10, basado en sies loci polimorficos de enzimas, fue significativamente mas alta con igualacion del tamano familiar (0.149) que con eleccion al azar (0.085), comparados con el la generacion 0 que fue de 0.188. La medida del indice competitivo del fitness reproductivo en la generacion 11 obtenidos en el tratamiento con igualacion fue mas del doble que la obtenida en el tratamiento con eleccion al azar, siendo ambas mucho mas bajas que en la poblacion exogamica de base. Hubo una variacion considerable entre las replicas de los linajes dentro de cada tratamiento y un solapamiento considerable entre los linajes de los dos tratamientos para todas las medidas antes mencionadas. Las estimaciones del tamano poblacional efectivo en el tratamiento con igualacion fueron mayores que aquellas obtenidas en el tratamiento con eleccion al azar, tanto si fueron estimados a partir de cambios en la heterocigocidad promedio como si fueron estimados a partir de cambios en el coeficiente de consanguinidad. El uso de las igualacion del tamano familiar en el manejo genetico de poblaciones cautivas puede ser recomendado innequivocamente.