Gene flow and genetic restoration : the Florida panther as a case study

:Populations of some endangered species have become so small that they have lost genetic variation and appear to have become fixed for deleterious genetic variants. To avoid extinction from this genetic deterioration individuals from related subspecies or populations may have to be introduced for genetic restoration i.e., elimination of deleterious variants and recovery to a normal level of genetic variation. I construct a general population genetics framework from which to evaluate the potential for genetic restoration, and I discuss its specific application to the Florida panther. The translocation of Texas cougars into the free-ranging Florida panther population has been recommended to genetically restore the Florida panther, a subspecies of Felis concolor that appears to have both a low level of genetic variation and low fitness. Specific recommendations recently given by a scientific panel are to introduce enough animals so that there is approximately 20% gene flow in the first generation of translocation and approximately 2–4% in the generations thereafter. I evaluated these recommendations in a theoretical population genetics framework and found that they should result in the removal of most detrimental genetic variation and an increase in the standing genetic variation without a high probability of loss of any adaptive Florida panther alleles. Unless the population of the free-ranging Florida panthers is very small, the planned translocation should result in genetic restoration of the Florida panther. Flujo de genes y restauraction: La pantera de la Florida como un estudio de caso Resumen: Las poblaciones de algunas especies en peligro se han hecho tan pequenas que han perdido la variabilidad genetica y parecen haberse transformado en monomorficas para ciertas variantes geneticas daninas. A los efectos de evitar la extincion debida a este deterioro genetico, podria ser necesario introducir individuos de subespecies o poblaciones relacionadas para restaurar la integridad genetica, es decir eliminar las variantes daninas y recuperar los niveles normales de variabilidad genetica. El presente trabajo provee un marco de accion geneeral basado en la genetica de poblaciones con el cual evaluar el potencial para la restauracion genetica y discute un ejemplo usando la pantera de la Florida. A los efectos de restaurar geneticamente a la pantera de la Florida, una subespecie de Felis concolor que parece tener bajos niveles de variabilidad genetica y pobre condicion, se ha recomendado la translocacion de pumas de Texas a las poblaciones libres de las panteras de la Florida. Las recomendaciones especificas recientemente dadas por un panel cientifico son introducir un numero suficiente de animales de tal forma que exista un 20% de flujo genetico en la primera generacion de traslocacion y aproximadamente 2–4% en las generaciones subsecuentes. He evaluado estas recomendaciones dentro del marco de la teoria de genetica de poblaciones y encontre que estas recomendaciones resultarian en la remocion de la mayor parte de la variacion genetica perjudicial y en un incremento de la variacion genetica sin que exista una alta probabilidad de la perdida de alelos adaptativos de la pantera de laFlorida. A menos que el tamano poblacional efectivo en las panteras libres de la Florida sea muy pequeno, la traslocacion planeada debera resultar en la restauracion genetica de la pantera de la Florida.