Noninvasive estimation of minimun population sizes and variability of the major histocompatibility complex in the andean condor

Abstract

Estimating indices of abundance of threatened species is crucial to preserving biodiversity. Over the last few decades, noninvasive genetic sampling has proven to be a more straightforward and less expensive approach than capture–mark–recapture analyses. In particular, molted feathers have become extremely popular for the monitoring of bird populations. Diagnostic molecular markers such as microsatellites, however, are still not available for many avian species of conservation concern. Highly polymorphic genes of the major histocompatibility complex (MHC), on the other hand, have become reasonably accessible during the last few years. We tested the suitability of MHC profiles as DNA fingerprints to assist the identification of individuals of a scavenger difficult to monitor through traditional approaches, the Andean Condor (Vultur gryphus). To achieve this aim, we isolated polymorphic and putatively functional genes of MHC class I (exon 3, 6 alleles) and MHC class IIB (exon 2, 11 alleles). Single-strand conformational polymorphism and direct sequencing of MHC genes, combined with molecular sexing and inference of age class from feather color, allowed us to identify 80 different individuals from 110 molted feathers collected at roost sites. Inferred sex and age ratios were concordant with previous studies relying on direct observations. Among adults, the number of males was double that of females; among juveniles, this ratio was inverted. Besides providing valuable data regarding genetic variation at functionally important genes related to resistance to pathogens, we demonstrate additional potential of polymorphic MHC loci beyond their wellknown role in evolutionary ecology.

La estimación de índices de abundancia de especies amenazadas es crucial para la preservación de la biodiversidad. Durante las últimas décadas, los muestreos no invasivos han permitido una aproximación directa y de bajo costo con relación a los métodos tradicionales de captura–marca–recaptura. En particular, el uso de plumas que han pasado por el proceso de muda han ha sido muy popular para el seguimiento de poblaciones de aves. No obstante, aún existe una carencia de marcadores moleculares con poder de diagnóstico, como los microsatélites, para un gran número de especies de interés en conservación. Recientemente, los genes altamente polimórficos del complejo mayor de histocompatibilidad (CMH) se han convertido en una alternativa razonable. En este estudio probamos la utilidad de los pérfiles de CMH como una huella genética en Vultur gryphus, una especie carroñera de difícil seguimiento mediante técnicas tradicionales. Para dicho fin, hemos aislado genes polimórficos y posiblemente funcionales de CMH de clase I (exón 3, 6 alelos) y de clase II B (exón 2, 11 alelos). Los análisis de polimorfismos conformacionales de cadena sencilla y de secuenciación directa, combinados con identificación del sexo con técnicas moleculares y estimaciones de la edad de los individuos, permitieron la identificación de 80 individuos distintos a partir de 110 plumas de muda colectadas en posaderos. Las proporciones entre sexos y entre las distintas clases de edad confirmaron estudios previos basados en observaciones directas de individuos. El número de machos adultos dobló el de hembras adultas, estando dicha proporción invertida en el caso de juveniles. Además de proporcionar patrones de variación genética relevantes en la respuesta inmune frente a patógenos, este estudio demuestra usos potenciales de los genes del CMH más allá de su bien conocido papel en ecología evolutiva.