Allozyme diversity of european freshwater crayfish of the genius Austropotamobius

Diversité allozymique des écrevisses européennes du genre Austropotamobius

¹ School of Biological Sciences, University of East Anglia, Norwich NR4 7TJ, UK.
² Department of Genetics and Molecular Biology, University of Rome « La Sapienza », via Lancisi 29, 00161 Rome, Italy
³ Department of Environmental Sciences, Tuscia University, via C. De Lellis, 01100 Viterbo, Italy

Abstract

Data are reported on genetic variation at 30 enzyme loci in Austropotamobius crayfish from France, England, Italy, Spain, and the Balkans. Three population groups were detected, corresponding to A. torrentium , A. pallipes and A. italicus (sensu KARAMAN, 1962). Reproductive isolation between these three taxa was demonstrated in the field. Populations from England, France, and north-western Italy belong to A. pallipes sensu stricto , those from the rest of Italy, Spain, western Slovenia and north-western Croatia belong to A. italicus , whereas A. torrentium was found in the Balkans up to the Italian border. An average DW e / of 0.30 was found between A. pallipes and A. italicus , while the average genetic distance between these two species and A. torrentium was DNei = 0.77. Populations of A. italicus from Spain and north-central Apennines were found to be genetically closely related (DNei = 0.05), not supporting a subspecific rank for these populations (A /. lusitanicus). Marked interpopulation genetic diversity was observed both within A. italicus (average FST - 0.80, DNe! up to 0.18), and within A. torrentium (average FST= 0.73, DNel up to 0.14), comparable to that previously reported for A. pallipes . Such genetic heterogeneity appears mainly related to range fragmentations and subsequent recolonizations from multiple réfugia during the last glacial events. Overall low values of genetic variability were found in the samples tested (e.g. He from 0 to 0.05), with the highest values in larger sized populations from less disturbed areas (e.g. in A. italicus from Spain and Slovenia). The genetic erosion observed in Austropotamobius populations stresses the need to restore their genetic variability, e.g. by controlled restocking, for successful programs of recovery and management of these endangered crayfish.

Résumé

Cette étude présente les résultats sur la variation génétique de 30 loci enzymatiques chez les écrevisses d'eau douce du genre Austropotamobius provenant de France, d'Angleterre, d'Italie, d'Espagne et des Balkans. Trois groupes de population ont été identifiés, correspondant à A. torrentium , A. pallipes et A. italicus {sensu KARAMAN, 1962). L'isolement reproductif dans la nature entre ces trois espèces a été démontré. Les populations d'Angleterre, de France et d'Italie nord-occidentale appartiennent à A. pallipes sensu stricto , celles du reste de l'Italie, de l'Espagne, de la Slovénie occidentale et de la Croatie nord-occidentale appartiennent à A. italicus , tandis qu' A. torrentium a été trouvé dans les Balkans jusqu'au bord de l'Italie. La distance génétique moyenne entre A. pallipes et A. italicus est DNej= 0,30, tandis qu'entre ces deux espèces et A. torrentium elle est DNej= 0,77. Les populations d' A. italicus d'Espagne et des Apennins centre-septentrionaux sont génétiquement proches {DNei= 0,05), rejetant ainsi l'idée d'une sous-espèce séparée pour ces populations (A. i'. lusitanicus ). Une remarquable diversité génétique a été observée parmi différentes populations géographiques d' A. italicus (FST moyen = 0,80, DNej jusqu'à 0,18) et d'A. torrentium (FST moyen = 0,73, D^, jusqu'à 0,14), comparable à celle reportée précédemment pour A. pallipes . Cette hétérogénéité génétique semble être principalement due aux dernières glaciations, induisant une fragmentation géographique et des recolonisations successives à partir de refuges multiples. Une faible variabilité génétique a été trouvée dans l'ensemble des populations étudiées (Hede 0 à 0,05). Les populations ayant les valeurs les plus élevées sont aussi les plus nombreuses et correspondent à celles qui vivent dans des zones moins affectées par l'activité humaine (par exemple A. italicus d'Espagne et de Slovénie). Lérosion génétique observée chez les populations d'Austropotamobius montre qu'il est nécessaire de restaurer leur variabilité génétique (par exemple par des réintroductions contrôlées), pour une sauvegarde et une gestion réussie de ces écrevisses menacées d'extinction.