Genetic structure of endangered Clapper Rail (Rallus longirostris) populations in Southern California

:We assessed the genetic structure of two subspecies of endangered Clapper Rails (Rallus longirostris) in Southern California using DNA fingerprinting to uncover variation in minisatellite DNA. Minisatellite DNA variation in the Salton Sea population of the R. I. yumanensis subspecies was at a level typical of outbred avian species (average proportion of fragments shared, or S, was 0.33). Variation was extremely low (S from 0.63 to 0.77), however, within four coastal, salt-marsh populations of the subspecies R. I. levipes located along a transect extending about 260 km northwest from the Mexican border. Between-population similarity (Sij) was also high for the four levipes populations, although individuals of the small, isolated population at Mugu Lagoon consistently clustered separately in phenograms constructed using neighbor-joining or other algorithms. Individuals of yumanensis always clustered as a sister group to all levipes individuals. The minisatellite data were contrasted with the extremely low mtDNA and RAPD variation we found in both subspecies. We propose that variation in these less-mutable markers was lost in a bottleneck that occurred at least 1000 years ago, thus allowing sufficient time for recovery of variation in the rapidly mutating (μ∼ 0.001/gamete/generation) minisatellites (t = 1/μ, or 1000 generations). A second, more-recent bottleneck, or series of bottlenecks within a metapopulation structure, likely resulted in the depauparate variation seen in levipes today. We suggest that translocations from large to small levipes populations could restore important genetic variation to the small populations and would not compromise genetic boundaries. Estructura genetica de las poblaciones de Rallus longirostris en peligro de extincion en el sur de California Resumen: En el presente estudio evaluamos la estructura genetica de dos subespecies de Rallus longirostris en peligro de extincion en el sur de California usando huellas digitales de ADN para revelar la variacion del ADN de minisatelites. La variacion del ADN de minisatelites en la poblacion del mar de Salton de la subespecie R. I. yumanensis estuvo a un nivel tipico de especies de aves exogamicas (la proporcion promedio de los fragmentos compartidos, o S, fue de 0.33). Sin embargo, la variacion fue extremadamente baja (de 0.63 a 0.77) dentro de cuatro poblaciones de marismas costeras de la subespecie R. I. levipes localizada a lo largo de un transecto que se extendia unos 260 km al noroeste de la frontera Mexicana. La similaridad entre poblaciones (Sij) tambien fue alta para las cuatro poblaciones de levipes. Sin embargo, los individuos de la pequena poblacion aislada de la Albufera Mugu se agruparon consistentemente en forma separada en los fenogramas construidos usando el algoritmo de union de vecinos u otros algoritmos. Los individuos de yumanensis se agruparon siempre como un grupo hermano al de todos los individuos de levipes. Los datos de minisatelites fueron contrastados con la variacion en mtNDA y RAPD que encontramos para ambas especies y que es extremadamente baja. Proponemos que la variacion en estos marcadores menos mutables, fue perdida en un cuello de botella que ocurrio hace por lo menos 1000 anos atras, lo que daria un periodo de tiempo suficiente como para recuperar la variacion de los minisatelites que poseen una alta tasa de mutacion (μ∼ 0.001/gameta/generacion, es decir t = 1/μ o 1000 generaciones). Un segundo cuello de botella mas reciente, o bien una serie de cuellos de botella dentro de una estructura metapoblacional, dio probablemente como resultado la empobrecida variacion que hoy en dia se observa en levipes. Sugerimos que la traslocacion de individuos de levipes de poblaciones grandes a poblaciones pequenas podria devolver la importante variacion genetica a las pequenas poblaciones y no comprometeria las fronteras geneticas.