Increasingly, genomic data are being used to supplement field-based ecological studies to help evaluate recovery status and trends in endangered species. We collected genomic data to address 2 related questions regarding the Least Bell's Vireo (Vireo bellii), an endangered migratory songbird restricted to southern California riparian habitat for breeding. First, we sought to delineate the range limits and potential overlap between Least Bell's Vireo and its sister subspecies, the Arizona Bell's Vireo, by analyzing samples from the deserts of eastern California, southwestern Nevada, Utah, and Arizona. Second, we evaluated genetic structure among Least Bell's Vireo populations in coastal California and estimated effective population size. Clustering analyses based on 10,571 single-nucleotide polymorphisms (SNPs) from 317 samples supported 2 major groups that aligned closely to the previously defined subspecies ranges. The first cluster included birds in the Central Valley, all coastal drainages, and westernmost deserts of California, with no further sub-structuring among coastal drainages. Almost all birds from the Amargosa River in eastern California and eastward assigned to the second cluster; however, low levels of gene flow were detected across the subspecies groups, with greater rates of gene flow from Arizona Bell's Vireo to Least Bell's Vireo than the reverse. Admixed individuals occurred in the California deserts; and although smaller than coastal populations, desert populations may be important for maintaining and replenishing genetic diversity and facilitating the movement of potentially adaptive genes between subspecies. Within Least Bell's Vireo, local populations in coastal drainages comprised a single genetic population, with some evidence of close relatives distributed across drainages, suggesting that these could function as a well-connected metapopulation. These results are consistent with previous Least Bell's Vireo banding studies that reported high rates of dispersal among drainages. Effective population size for both subspecies was high, suggesting that adaptive potential has been maintained despite previous declines.
How to Cite
Vandergast, A. G., B. E. Kus, D. A. Wood, A. Mitelberg, J. G. Smith, and E. R. Milano (2024). High inter-population connectivity and occasional gene flow between subspecies improves recovery potential for the endangered Least Bell's Vireo. Ornithological Applications 126:duae009.
LAY SUMMARY
Maintenance of genetic diversity is essential for species to be able to persist and adapt to changing environmental conditions.
We examined dispersal and genetic diversity in the endangered Least Bell's Vireo, a migratory songbird dependent upon riparian habitat for breeding, and in its closest subspecies, the Arizona Bell's Vireo.
Analysis of blood samples collected from vireos throughout southern California, Nevada, Utah, and Arizona revealed that in general birds from the Mojave Desert west are Least Bell's Vireos, while those to the east are Arizona Bell's Vireos. However, we found low levels of gene exchange across subspecies and that 9% of birds in the desert region were of mixed ancestry.
Occasional dispersal and successful breeding across the California desert could be a source of novel adaptive genetic variation that could increase the capacity of Least Bell's Vireo to adapt to climate change across its range.
Cada vez más, los datos genómicos se utilizan para complementar estudios ecológicos basados en el campo y ayudar a evaluar el estado de recuperación y las tendencias en especies en peligro. Recolectamos datos genómicos para abordar dos preguntas relacionadas a Vireo bellii pusillus, un ave canora migratoria en peligro de extinción restringida para su reproducción al hábitat ribereño del sur de California. En primer lugar, buscamos delinear los límites de los rangos de distribución y la posible superposición entre V. b. pusillus y su subespecie hermana, V. b. arizonae, mediante el análisis de muestras de los desiertos del este de California, suroeste de Nevada, Utah y Arizona. En segundo lugar, evaluamos la estructura genética entre las poblaciones de V. b. pusillus en la costa de California y estimamos el tamaño efectivo de la población. Los análisis de agrupamiento basados en 10.571 polimorfismos de nucleótido único provenientes de 317 muestras respaldaron dos grupos principales que se alinearon estrechamente con los rangos previamente definidos de las subespecies. El primer grupo incluyó las aves en el Valle Central, todos los drenajes costeros y los desiertos más occidentales de California, sin una subdivisión adicional entre los drenajes costeros. Casi todas las aves del Río Amargosa en el este de California y hacia el este se asignaron al segundo grupo; sin embargo, se detectaron bajos niveles de flujo génico entre los grupos de subespecies, con tasas de flujo génico más altas desde V. b. arizonae hacia V. b. pusillus que al revés. Se encontraron individuos mestizos en los desiertos de California; y aunque más pequeñas que las poblaciones costeras, las poblaciones del desierto pueden ser importantes para mantener y reponer la diversidad genética y facilitar el movimiento de genes potencialmente adaptativos entre las subespecies. Dentro de V. b. pusillus, las poblaciones locales en los drenajes costeros constituyeron una sola población genética, con algunas evidencias de parientes cercanos distribuidos a través de los drenajes, lo que sugiere que estos podrían funcionar como una metapoblación bien conectada. Estos resultados son consistentes con estudios anteriores de anillado de V. b. pusillus que informaron altas tasas de dispersión entre los drenajes. El tamaño efectivo de la población para ambas subespecies fue alto, lo que sugiere que el potencial adaptativo se ha mantenido a pesar de las disminuciones previas.
