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Résumé :
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Biological conservation requires a fundamental understanding of evolutionary history and established contemporary population genetics. Here, we sequenced mitochondrial DNA (mtDNA) and thousands of nuclear loci across individuals of the African Black Duck Anas sparsa and Yellow-billed Duck A. undulata to understand the evolutionary histories and to establish their current population structure. In addition to testing for possible hybridisation between these two African species, we compared the genetic ancestries with known wild and domestic Mallards A. platyrhynchos to understand whether the presence of that species in Africa is resulting in elevated interspecific hybridisation. Finally, we assessed morphological variation within the two African species; although the sample sizes limited inferences for the African Black Duck, we were able to demarcate trait cut-offs for field identification of the sexes of the Yellow-billed Duck. We recovered strong population structure between the two species and the Mallard for both mtDNA and nuclear loci. Whereas we recovered high levels of co-ancestry and low levels of nucleotide diversity among the African Black Duck samples, our demographic analysis estimated a contemporary effective population size of ~2.5 million, which was equivalent to the estimate for the Yellow-billed Duck. We found that the increase in effective population size of both African species coincides with the onset of the last glacial cycle, with numbers peaking during the last glacial maximum. We recovered two genetic hybrids from the samples: a single hybrid between Yellow-billed Duck and wild Mallard, and the first genetically vetted Yellow-billed Duck × African Black Duck hybrid. Our study not only sheds light on the current population structures and standing genetic variation, but outlines methodologies to build morphological cut-offs for species and sex identification, which could be applied in future conservation efforts for Yellow-billed Ducks and African Black Ducks.
La conservation des espèces nécessite une compréhension fondamentale de l’histoire de l’évolution et de la génétique des populations contemporaines. Ici, nous avons séquencé l’ADN mitochondrial et des milliers de loci nucléaires afin de comprendre l’histoire évolutive et d’établir la structure actuelle des populations du Canard noirâtre Anas sparsa et du Canard à bec jaune A. undulata. En plus de tester l’hybridation possible entre ces deux espèces africaines, nous avons comparé les ascendances génétiques avec des Canards colverts A. platyrhynchos sauvages et domestiques pour comprendre si leur présence entraîne une hybridation interspécifique élevée. Enfin, nous avons évalué la variation morphologique au sein des deux canards africains et, bien que la taille des échantillons ait limité les conclusions pour le Canard noirâtre, nous avons été en mesure de définir des seuils de traits pour l’identification sur le terrain des sexes du Canard à bec jaune. Nous avons constaté une forte structure populationnelle entre les trois espèces, au niveau de tous les marqueurs génétiques. Alors que nous avons trouvé des faibles niveaux de diversité nucléotidique et un haut niveau de parenté parmi les échantillons de Canards noirâtres, les analyses démographiques ont estimé une taille de population effective contemporaine de ~2.5 millions, équivalente à l’estimation pour les Canards à bec jaune. Nous avons constaté que l’augmentation de la taille effective de la population des deux espèces africaines coïncide avec le début du dernier cycle glaciaire, le nombre d’individus atteignant son maximum lors du dernier maximum glaciaire. Nous avons trouvé deux hybrides génétiques: un hybride entre un Canard à bec jaune et un Canard colvert sauvage, et le premier hybride documenté entre un Canard à bec jaune et un Canard noirâtre. Notre étude sur la structure actuelle et la variation génétique des populations a aussi fourni des méthodologies pour établir des seuils morphologiques pour l’identification des espèces et du sexe, qui peuvent être appliqués dans des futurs efforts de conservation des Canards à bec jaune et des Canards noirâtres.
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