BAKGRUNN METODIKK Tabell 1 Prøvemateriale Län 119

Transkript

1 Hiovervåkniing ved hjellp av DNA-anallyse fra jjervekskrementer Rapport 2004 AA VV:: ØYY SSTTEEI INN F LLAA GGSSTTAADD,, HEENNRRI IKK BRRØØSSEETTHH,, CEECCI ILLI IAA WÄÄRRDDI IGG,, MAA LLI INN JJOOHHAANN SSSSOONN,, EVVAA HEEDDMAARRKK,, HAANNSS ELLLLEEGGRREENN 1

2 BAKGRUNN Den skandinaviske jervbestanden er i dag gjennom yngleregistreringer estimert til 595 ± 69 individer og må ansees som sårbar. Omfattende overvåkning av populasjonen er av betydning for å kunne følge bestandsutviklingen på den Skandinaviske halvøy. Nyere forskning har vist at det er mulig å identifisere individer basert på DNA isolert fra ekskrementer. Dette åpner opp for en ny metodisk tilnærming i populasjonsovervåkningssammenheng som kan supplere kunnskap basert på sporing og ynglehiregistrering. Vi vil i denne rapporten redegjøre for resultatene fra alle svenske ekskrementprøver samlet inn i Et viktig spørsmål i denne sammenhengen har vært å se på ynglehibruken for ynglende hunner, og kartlegge hvorvidt reproduserende hunner normalt opererer med ett eller flere ulike ynglehi. METODIKK Laboratoriearbeid og dataanalyse Totalt 119 prøver av antatte jervekskrementer og hår ble samlet inn i Dalarna, Jämtland og Norrbotten i I tilfeller av vellykket ekstraksjon av jervspesifikt kjerne-dna, har vi gjennomført genotyping på tvers av 10 mikrosatelitt markører som følger: Gg7 (Davies and Strobeck 1998), Ggu14, Ggu42, Gg443, Gg454, Gg465 (Walker et al. 2001), Gg216, Gg234 (Duffy et al. 1998), Mvis072, Mvis075 (O Connell et al. 1996). Minst tre uavhengige replikater per prøve ble kjørt for alle 10 markører. Alle fungerende prøver ble også kjønnsbestemt ved hjelp av to kjønnsmarkører (DBY3Ggu, DBY7Ggu; Hedmark et al. 2004). To uavhengige replikater per markør ble kjørt for alle prøver ved kjønnsbestemmelsen. Etter endt mikrosatelittanalyse og kjønnsbestemmelse ble de genetiske profilene til alle individuelle prøver sammenlignet. Prøver som var identiske på tvers av 10 loci samt representerte det samme kjønn, ble klassifisert som representanter for ett og samme individ. Slektskap mellom individer ble bestemt ved hjelp av metoden beskrevet av Marshall et al. (1998). Kun individer som var samplet i eller ved et ynglehi ble undersøkt. Kandidatforeldre ble plukket ut blant individer som var samplet i rimelig nærhet til det aktuelle ynglehiet. Tabell 1 Oversikt over innsamlede prøver Prøvemateriale Län spillning/sekret hår/blod sum Dalarna Jämtland Norrbotten Ukjent Sum

3 RESULTATER OG DISKUSJON Suksessrate og genotypningskvalitet Totalt 69 av de innsamlede prøvene gav DNA av god nok kvalitet til å kunne analyseres (Fig 1). Fire av disse var hårprøver, som gir en suksessrate for hår på 29 %. Dette er noe bedre enn for materiale samlet inn i 2002 og 2003, der ingen av hårprøvene fungerte. Vellykket genetisk analyse ble gjennomført for 65 av de 107 spillningsprøvene (61 %). Denne suksessraten er tilsvarende suksessraten som vi oppnådde i et eksperimentelt studium (Hedmark et al. 2004). Det kan være verdt å merke seg at prøvene også i år synes å fungere noe bedre jo lenger nord de var samplet. I Norrbotten hadde vi en suksessrate på 65 %, sammenlignet med 58 % i Jämtland/Dalarna. Stabilt vintervær kan være en mulig forklaring på at suksessraten synes å ligge høyere jo lenger nord man kommer. Andre studier samt egne erfaringer tyder på at resultatene blir langt bedre for ekskrementer samlet på snø enn resultater fra ekskrementer samlet på barmark (Lucchini et al 2003, Flagstad et al. 2004). Kvaliteten på genotypingen av de fungerende prøvene var også god. Allelic dropout (dvs. genotypningsfeil der kun det ene av to alleler (genetiske varianter) detekteres i analysen) ble funnet i mindre enn 10% av alle replikater for heterozygote individer detektert i Vi har tidligere påvist eksperimentelt at en slik genotypningsfeilrate gir pålitelige resultater med tre replikater per locus for alle prøver (Hedmark et al. 2004). FIG 1 Geografisk fordeling av alle prøver; gul = fungerende, rød = ikke-fungerende 3

4 Individbestemmelse, hitilhørighet og foreløpige slektskapsanalyser De 69 fungerende prøvene representerte totalt 40 individer (23 hunner, 17 hanner). I Norrbotten fant vi 13 ulike individer (8 hunner, 5 hanner; Fig 2; Appendix 1). To av hunnene var også representert i 2002-materialet fra Norrbotten (Appendix 1). I Jämtland og Dalarna fant vi 27 ulike individer (15 hunner, 12 hanner, Fig 3; Appendix 1). 15 av disse dyra (6 hunner, 9 hanner) var også representert i materialet fra 2002 og/eller 2003 (Appendix 1). Vi ser at de individene som var representert i to eller tre innsamlingssesonger som oftest har beveget seg relativt lite mellom årene (Fig 4, 5). For eksempel har 11 av 13 hunner beveget seg mindre enn 10 km (Fig 5). Vi har imidlertid en observasjon på en hunn som har beveget seg svært langt (151 km). Dette gjelder individ 737 som ble samplet på et ynglehi i 2002, sannsynligvis som valp. Hun ble i 2004 gjenfunnet som nyetablert tispe på et ynglehi nord i Jämtland, 151 km fra fødestedet (Fig 4). En høyere prosentandel av hannene hadde beveget seg mer enn 10 km (9 av 14 dyr). Tre individer har beveget seg mer enn 30 km. Dette gjelder individ 724 (samplet første gang i 2002), samt individene 734 og 739 (samplet første gang i 2003). Disse observasjonene er trolig eksempler på ungjerver som har forlatt ynglehiet der de første gang ble samplet. Individene 734 og 739 kommer begge fra samme familiegruppe (mor: ind723; far: ind716; fjorårets rapport). Individ 724 kommer fra et område nær grensen mot Norge, der individ 96 har blitt observert flere ganger som en meget sannsynlig territorieholdende hann i området. Individ 96 er da også en svært sannsynlig far til individ 724 (p>0.95). For 20 av de av de 40 ulike individene som ble samplet i 2004, hadde innsamler oppgitt at en eller flere prøver var samlet på eller i umiddelbar nærhet av et ynglehi (Appendix 1). I Fig 2-3 har vi gitt hvert av disse ynglehiene en bokstav (a-m). Disse observasjonene med mulige slektskapsrelasjoner er oppsummert i Tabell 2. I de aller fleste tilfellene er det et enslig dyr som er samplet ved ynglehiet. Siden vi bare observerer et mor/avkoms-forhold i ett tilfelle (ynglehi A), må vi anta at man i liten grad har lyktes med å sample unger født i I fem tilfeller fant vi en enslig hunn ved ynglehiet [ynglehi B, E, G, H, K], mest sannsynlig den reproduserende hunnen. For hunnen ved ynglehi B (individ 1002) fant innsamler også et sannsynlig sekundærhi. I fem andre tilfeller [ynglehi C, D, F, I, J] fant vi en enslig hann ved ynglehiet. Igjen er de fleste av disse sannsynligvis voksne dyr, vurdert ut fra innsamlingstidspunktet og innsamlers kommentarer. Kun tre ynglehi var representert med mer enn ett individ. Dette gjelder ynglehiene A, L og M. For ynglehi A bekreftet våre slektskapsanalyser et mor/avkoms-forhold mellom individ 1040 og Individ 1046 er den eneste hannen i rimelig nærhet som kan være far til Ved ynglehi L fant vi en hann og en hunn. Foreløpige slektskapsanalyser tyder på at dette er ubeslektede individer, og en mulig tolkning kan således være at det her dreier seg om den reproduserende hunnen og en besøkende hann. Ved ynglehiet i Dalarna (ynglehi M), har tidligere analyser indikert at individ 14 er far, individ 706 er mor og individ 705 og 726 er avkom av disse. Det er interessant å observere at alle fire jerver fortsatt er i området, selv om begge avkom nå er minst to år gamle. Interessant er det også å merke seg at individ 705 var det eneste individet som ble observert direkte på årets ynglehi. Dette kan være et eksempel på nyetablering svært nær eller innenfor morens territorium, eventuelt at datteren er i ferd med å overta morens territorium. 4

5 E 1003 A C B1 B2 D FIG 2 Fungerende prøver fra Norrbotten med individbetegnelser. Rød=hann; Blå=hunn. 5

6 F G H I J K L M FIG 3 Fungerende prøver fra Jämtland og Dalarna med individbetegnelser. Rød=hann; Blå=hunn. 6

7 FIG 4 Forflytning av individer som er samplet over to eller flere år. 7

8 Hunner (n=13, snitt= 16 km) Hanner (n=14, snitt= 21 km) 12 Antall Avstand (km) FIG 5 Grafisk framstilling av forflytningsavstander mellom år for individer som er samplet over to eller flere år. Tabell 2 Oppsummering av observasjonene på ynglehi registrert av innsamler Ynglehi Individer observert Kjønn Kommentar A 1040,1041 F, M 1040 er den reproduserende hunnen; Individ 1046 eneste hann i nærheten som kan være far B 1002 F Observert på to lyer, hvorav det ene er en sannsynlig sekundærlye C 1037 M Samplet mai 2004; unge eller voksen hann? D 1044 M Innsamlers kommentar: Kan være besøkende hann? E 1003 F Reproduserende hunn F 746 M Besøkende hann? H 737 F Nyetablert hunn I 752 M Besøkende hann? J 96 M Gammel kjenning; territorieholdende hann K 714 F Trolig reproduserende hunn L 735, 744 M, F Foreldre/avkoms-relasjon kan utelukkes. Kan være det reproduserende paret. M 14, 706, 705, 726 M, F, F, M Familiegruppe: 14 og 706 henholdsvis far og mor. 8

9 KONKLUSJON En av de sentrale problemstillingene bak disse analysene, har vært å belyse hibruken hos reproduserende hunner, og hvorvidt bruk av flere ynglehi er vanlig. Vi fant ett eksempel på en hunn med sekundærlye (ynglehi B; individ 1002). Også fra materialet rapporterte vi en sekundærlye, noe som viser at bruk av flere ynglehi forekommer fra tid til annen. Med tanke på at datamengden er relativt begrenset, og at man således kan ha gått glipp av enten primær- eller sekundærlyer i flere tilfeller, er det vanskelig ut fra de foreliggende dataene å si hvor vanlig det er med flere ynglehi for den reproduserende hunnen. I fjorårets rapport etterlyste vi en mer strukturert sampling. Vi foreslo at det skulle samples så tett som mulig på ynglehiene i mars/april før eventuelle unger har kommet opp på snøen. Dette for å sample den reproduserende hunnen med størst mulig sikkerhet. Videre foreslo vi at man vender tilbake til hiet i mai/juni for også å sample eventuelle unger. Vurdert ut fra informasjonen fra innsamlerne, ser det ut som denne strategien er fulgt i mange tilfeller, og en relativt stor andel av prøvene er samplet i mai-juni. Likevel har vi store problemer med å fange opp årets unger. En del av ungene synes å være samlet inn i form av hårprøver (se Appendix 1). Dessverre fungerer hårprøvene fortsatt betydelig dårligere enn spillningsprøvene, selv om metodikken er forbedret i forhold til fjorårets analyser. Man kan se for seg en gevinst ved å tilstrebe ytterligere forbedring av metodikken for hårprøvene. Til tross for at vi i liten grad har klart å sample flere individer på ynglehiene, begynner vi å danne oss et brukbart bilde av bestanden i Jämtland og Dalarna. Her har vi gjennom resamplinger og vellykkede slektskapsanalyser sluttet oss til en god del av de territorieholdende hunnene og hannene. I Norrbotten har vi mindre kunnskap av denne typen, delvis på grunn av et tynnere datagrunnlag. Vi håper å få inn flere prøver fra dette området de neste årene, slik at vi kan bygge opp slik kunnskap på sikt. REFERANSER Davis, C. S., and C. Strobeck Isolation, variability, and cross-species amplification of polymorphic microsatellite loci in the family Mustelidae. Molecular Ecology 7: Duffy, A. J., A. Landa, M. O Connell, C. Stratton, and J. M. Wright Four polymorphic microsatellites in wolverine, Gulo gulo. Animal Genetics 29: Flagstad, Ø., Hedmark, E., Landa, A. Brøseth, H., Persson, J., Andersen, R., Segerström, P., and H. Ellegren Colonization history and noninvasive monitoring of a re-established wolverine population. Conservation Biology (in press). Hedmark, E., Flagstad, Ø., Segerström, P., Persson, J., Landa, A., and H. Ellegren DNAbased individual and sex identification from wolverine (Gulo gulo) faeces and urine. Conservation Genetics (in press). Lucchini, V., Fabbri, E., Marucco, F., Ricci, S., Boitani, L., Randi, E Noninvasive molecular tracking of colonizing wolf (Canis lupus) packs in the western Italian Alps. Molecular Ecology 11: Marshall, T. C., J. Slate, L. Kruuk, and J. M. Pemberton Statistical confidence for likelihood-based paternity inference in natural populations. Molecular Ecology 7: O Connell, M., J. M. Wright, and A. Farid Development of PCR primers for nine polymorphic American mink Mustela vison microsatellite loci. Molecular Ecology 5:

10 Walker, C. W., C. Vilà, A. Landa, M. Lindén, and H. Ellegren Genetic variation and population structure in Scandinavian wolverine (Gulo gulo) populations. Molecular Ecology 10: