Genetic divergence and connectivity among river and reef spawning groups of walleye (Sander vitreus vitreus) in Lake Erie

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Abstract

Discerning population genetic structure is challenging for highly vagile open water animals, as contemporary gene flow may obscure historic phylogeographic patterns. We examined genetic variation among all 10 major river and reef spawning groups of walleye (Sander vitreusvitreus) in Lake Erie for evidence of isolation by distance, segregation by physiographic partitions, and natal site fidelity using 10 nuclear DNA microsatellite loci. Results revealed that although most spawning groups were distinguishable, relationships did not correspond with physiographic basins or distances among localities. Bayesian analyses showed connectivity among some southern shore spawning groups, which included the largest-sized groups. Significant genetic divergence was discerned among walleye spawning in the river systems of eastern Lake Erie, as well as in two sites in western Lake Erie, along with marked isolation from Lake St. Clair. Population structure of Lake Erie walleye thus appears to reflect the interaction of two different intrinsic factors: isolation due to natal site fidelity that maintains patterns of divergence, and connectivity due to individuals that stray from their natal sites to spawn.

Il n'est pas facile de déterminer la structure génétique de la population chez les animaux très mobiles dans la masse d'eau, car le flux génique actuel peut obscurcir les patrons phylogéographiques du passé. Par l'analyse de 10 locus microsatellites d'ADN nucléaire, nous avons étudiéla variation génétique dans l'ensemble des dix principaux groupes de dorés jaunes (Sander vitreus vitreus) qui fraient dans les rivières et sur les récifs au lac Érié, à la recherche d'indices d'isolement par la distance, de ségrégation par partitions physiographiques et de fidélité au site de naissance. Nos résultats montrent que, bien qu'on puisse reconnaître la plupart des groupes de fraie, leurs relations ne correspondent pas aux bassins hydrographiques, ni aux distances entre les localités. Des analyses bayésiennes révèlent l'existence de connectivité entre certains groupes de fraie de la rive sud, qui incluent les groupes de plus grande taille. Nos données indiquent aussi une divergence génétique significative chez les dorés qui fraient dans les bassins versants de l'est du lac Érié, de même qu'à deux sites dans l'ouest du lac Érié; elles montrent aussi un isolement vis-à-vis le lac St-Clair. La structure de population des dorés du lac Érié semble donc refléter l'interaction de deux facteurs intrinsèques distincts, l'isolement due à la fidélité au site de naissance qui maintient les patrons de divergence et la connectivité due aux individus qui s'éloignent de leur site de naissance pour se reproduire.[Traduit par la Rédaction]

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