Determining the drivers of population structure in a highly urbanized landscape to inform conservation planning

• Published in: Conservation biology Vol. 32; no. 1; pp. 148 - 158
• Main Authors: Thomassen, Henri A., Harrigan, Ryan J., Delaney, Kathleen Semple, Riley, Seth P. D., Serieys, Laurel E. K., Pease, Katherine, Wayne, Robert K., Smith, Thomas B.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: United States Wiley Blackwell, Inc 01-02-2018; Blackwell Publishing Ltd
• Subjects: adaptive variation; Anthropogenic factors; Barriers; cambio climático; Climate; Climate change; Conservation; conservation planning; Dispersal; Dispersion; Ecological effects; Ecological monitoring; Environmental changes; Environmental conditions; Environmental impact; Gene flow; Genetic diversity; genética de paisajes; genética poblacional; Habitat selection; Home range; Human influences; Landscape; landscape genetics; Montañas de Santa Mónica; Population; Population genetics; Population structure; Regions; Santa Monica Mountains; Species; Urbanization; variación adaptativa; vertebrados; vertebrates; genética poblacional; population genetics; vertebrados; adaptive variation; conservation planning; Santa Monica Mountains; vertebrates; Montañas de Santa Mónica; landscape genetics; variación adaptativa; cambio climático; climate change; genética de paisajes
• ISSN: 0888-8892; 1523-1739
• DOI: 10.1111/cobi.12969

Understanding the environmental contributors to population structure is of paramount importance for conservation in urbanized environments. We used spatially explicit models to determine genetic population structure under current and future environmental conditions across a highly fragmented, humandominated environment in Southern California to assess the effects of natural ecological variation and urbanization. We focused on 7 common species with diverse habitat requirements, home-range sizes, and dispersal abilities. We quantified the relative roles of potential barriers, including natural environmental characteristics and an anthropogenic barrier created by a major highway, in shaping genetic variation. The ability to predict genetic variation in our models differed among species: 11-81% of intraspecific genetic variation was explained by environmental variables. Although an anthropogenically induced barrier (a major highway) severely restricted gene flow and movement at broad scales for some species, genetic variation seemed to be primarily driven by natural environmental heterogeneity at a local level. Our results show how assessing environmentally associated variation for multiple species under current and future climate conditions can help identify priority regions for maximizing population persistence under environmental change in urbanized regions. El entendimiento de los contribuyentes ambientales a la estructura poblacional es de importancia primordial para la conservación en ecosistemas urbanizados. Utilizamos modelos espacialmente explícitos para determinar la estructura genética poblacional bajo condiciones ambientales actuales y futuras a lo largo de un ambiente dominado por humanos y altamente fragmentado en el sur de California para valorar los efectos de la variación ecológica natural y la urbanización. Nos enfocamos en siete especies comunes con diversos requerimientos de habitat, tamaños de extensión doméstica, y habilidades de dispersión. Cuantificamos los papeles relativos de las barreras potenciales, incluyendo las características ambientales naturales y una barrera antropogénica creada por una gran autopista, en la formación de la variación genética. La capacidad de predecir la variación genética en nuestros modelos difirió entre especies: el 11 - 81% de variación genética intraespecífica se explicó con variables ambientales. Aunque una barrera inducida antropogénicamente (una gran autopista) restringió severamente elflujogénicoy el movimiento a escalas grandes para algunas especies, la variación genética pareció estar conducida principalmente por la heterogeneidad ambiental natural a nivel local. Nuestros resultados muestran cómo la valoración ambiental asociada con la variación para múltiples especies bajo condiciones climáticas actuales y futuras puede ayudar a identificar las regiones prioritarias para maximizar la persistencia poblacional bajo el cambio ambiental en regiones urbanizadas.