The effects of inbreeding on resting metabolic rate and thermal conductance in wild house sparrows (Passer domesticus)

Abstract

Menneskelige påvirkninger fører til at populasjoner blir mindre, mer fragmenterte og isolerte, som kan resultere i populasjonsstørrelser som er mer sårbare for innavl. Når innavl reduserer trekk som er nært knyttet til fitness, er dette kjent som innavlsdepresjon. Mange studier har rapportert effekten av innavl på fitness og trekk forbundet med fitness, men man vet lite om hvilken effekt innavl har på fysiologiske egenskaper. Fordi metabolismen til en organisme er et viktig karaktertrekk for å tilpasse seg miljøet, er dette en viktig egenskap å ta i betraktning. Energi fordeles mellom ulike prosesser, og BMR representerer mengden energi som brukes på kun vedlikehold. «Kompensasjon» hypotesen antyder at lave verdier av BMR er gunstig, mens «økt inntak» hypotesen antyder at høye verdier av BMR kan være fordelaktig. I denne studien undersøkte jeg mulige påvirkninger av innavl på BMR, C og RMR0° i ville populasjoner av gråspurver (Passer domesticus). Data ble samlet inn fra til sammen 870 individer i to forskjellige populasjoner lokalisert utenfor kysten av Norge. Ved å bruke SNP-genotypedata ble innavlskoeffisienten FROH beregnet. Dataene ble analysert ved å bruke lineære miksede modeller som ble sammenlignet ved å bruke AIC. Analysene viste at innavlede hunn-fugler hadde høyere BMR enn ikke-innavlede hunner i én populasjon, noe som tyder på at det kan være en energetisk kostnad forbundet med innavl hos hunner. I den andre populasjonen var det ingen klare bevis for at innavl hadde en effekt på verken BMR, C eller RMR0°, men variasjon mellom år ble funnet i C og RMR0°. Disse resultatene tyder på at det kan være variasjon i effekter (f.eks. mellom kjønn og populasjoner) som kan ha konsekvenser for øko-evolusjonære prosesser i små og fragmenterte populasjoner.

Human impacts are causing populations to become smaller, more fragmented and more isolated, resulting in population sizes that are more vulnerable to inbreeding. When inbreeding reduces traits that are closely related to fitness it is known as inbreeding depression. Many studies have reported the effect of inbreeding on fitness-related traits, but its effect on physiological traits is poorly understood. An organism’s metabolic rate is an important characteristic to consider as it affects an individual’s ability to adjust to the environment. Energy is distributed among various processes, and BMR represents the amount of energy allocated to maintenance. The “compensation” hypothesis suggests that low values of BMR are favorable, while the “increased intake” hypothesis suggests that high values of BMR can be advantageous. In this study I examined the potential influences of inbreeding on BMR, C and RMR0° in free-living house sparrows (Passer domesticus). Data was collected from 870 individuals in two different populations located in Norway. By using SNP-genotype data the genomic inbreeding coefficient, FROH was estimated. The data was analyzed using linear mixed models. By using AIC model comparison, the best models including FROH were found. The analyses showed that inbred females had higher BMR than non-inbred females in one population, which suggests that there may be an energetic cost associated with inbreeding in females. In the other population there was no clear evidence of an effect of inbreeding on BMR, C or RMR0°, but variation between years was found in C and RMR0°. These results suggest that there may be variation in effects (e.g., between sexes and populations) that can have consequences for eco-evolutionary processes in small and fragmented populations.