“Effect of inbreeding on egg size and clutch size in an insular house sparrow metapopulation in northern Norway”

Abstract

Innavlsdepresjon er en av de største truslene mot overlevelsen til små, isolerte bestander. For å få en fullstendig forståelse av innavlens innvirkning på populasjonens levedyktighet er det nødvendig å kvantifisere innavlsdepresjon (ID) i mors investering, siden det kan påvirke overlevelsen til den påfølgende generasjonen ved å redusere avkommets helse og overlevelse. I denne studien undersøkte jeg hvordan innavl hos mor påvirker størrelsen på unger og egg for å forstå konsekvensene av innavl på reproduksjonsevnen i en metapopulasjon av gråspurv på Helgelandskysten i Nord-Norge. Jeg brukte individuelle genomdata på 118 000 SNP-er til å bestemme innavlskoeffisienter for mødre. Ved å analysere homozygote SNPs identifiserte jeg homozygote deler av genomet og estimerte individuelle innavlskoeffisienter (F) ved å kvantifisere andelen av genomet som består av homozygote sekvenser (FROH). Gjennomsnittlig eggvolum, totalt eggvolum og kullstørrelse ble brukt som indikatorer for mors investeringer. Lineære mixed-effects-modeller (LME) ble tilpasset for å undersøke effekten av innavl hos mor på eggstørrelse. Generaliserte lineære mixed-effects-modeller (GLMM) ble tilpasset for å undersøke hvordan individuell variasjon i innavl hos mor påvirket kullstørrelse. Resultatene viste ingen signifikante sammenhenger mellom mødrenes innavlskoeffisient og den gjennomsnittlige eller totale størrelsen på eggene i et kull, eller kullstørrelsen. Disse resultatene tyder på at andre faktorer kan ha tilslørt de forventede negative effektene av innavl. Det var for eksempel en økning i den årlige størrelsen på bestandene av voksne individer i løpet av studieperioden, noe som tyder på en mulig forbedring av habitatkvaliteten og på at miljøforholdene kan ha tilslørt eventuelle negative effekter av innavl på mødrenes investeringer. Disse funnene understreker behovet for å ta hensyn til ulike prosesser og faktorer når man vurderer effekten av innavl, og understreker behovet for flere studier for å avklare hvordan genetiske og miljømessige faktorer samvirker og påvirker populasjonsdynamikken i aldersstrukturerte populasjoner. Slik inngående kunnskap kan bidra til bevarings- og forvaltningstiltak ved å opprettholde genetisk variasjon og redusere faren for innavl i ville populasjoner.

Inbreeding depression is one of the severe threats to the survival of small, isolated populations. A full understanding of the impact of inbreeding on population viability requires quantifying inbreeding depression (ID) in maternal investment since it may impact the following generation by reducing the offspring's health and survival. This study examined the impact of maternal inbreeding on clutch size and egg size to understand the consequences of inbreeding on reproductive output in an insular metapopulation of house sparrows on the coast of Helgeland in northern Norway. I used individual genomic data on 118,000 SNPs to determine the inbreeding coefficients of mothers. By analyzing runs of homozygosity, I identified homozygous sequence blocks and estimated individual inbreeding coefficients (F) by quantifying the proportion of the genome made up of runs of homozygosity (FROH). The clutch's mean egg volume, total egg volume, and clutch size were used as maternal investment indicators. Linear mixed-effects models (LME) were fitted to examine the impact of maternal inbreeding on egg volumes. Generalized linear mixed-effect models (GLMMs) were fitted to examine how individual variation in maternal inbreeding affected clutch size. The results showed no significant relationships between the inbreeding coefficient of mothers and the average or total size of eggs in a clutch, or clutch size. These results indicate that several factors may have obscured the expected negative effects of inbreeding. For example, there were increases in annual adult population sizes during my study period, pointing to potential habitat quality improvements and suggesting that environmental conditions may have obscured any negative effects of inbreeding on maternal investment. These findings highlight the need to consider various processes and factors when evaluating the effects of inbreeding and highlight the need for more studies to clarify how genetic and environmental factors interact to affect population dynamics in age-structured populations. Such in-depth knowledge can help in conservation and management actions by maintaining genetic variation and reducing any negative effects of inbreeding in wildlife populations.