Abstract

Many populations of large carnivores are fragmented today and are therefore vulnerable to the harmful effects of inbreeding. Population health is central for the conservation and management of isolated populations. However, in wild populations inbreeding and health effects are usually difficult to assess. Two well-known cases of conservation concern are the inbred wolf (Canis lupus) populations from Scandinavia and Isle Royale, USA that have been more or less isolated for decades. The aim of this study was to analyze the frequency and morphology of vertebral malformations (i.e. anomalies) in these populations including two reference populations. Dental anomalies were also examined in wolves from Scandinavia including a review of reported soft tissue anomalies. In the separate studies I–III, we investigate a total of 324 wolves including 174 individuals from the contemporary Scandinavian population and 36 from Isle Royale. The reference populations included 84 wolves from the Finnish population and 30 wolves from the extinct historical Scandinavian population. The frequency of vertebral malformations in wolves from Isle Royale increased over time. The same pattern was evident in Scandinavian wolves when multiple types of anomalies were considered. The most common type of vertebral anomaly in the inbred populations was lumbosacral transitional vertebrae, LSTV, which is considered hereditary and clinically significant in dogs (Canis familiaris). Population comparisons showed that the incidence of this anomaly seemed to be associated with the extent of inbreeding in the populations. Paper ll in this thesis is the first study that indicates how genetic deterioration has compromised the morphology of Isle Royale wolves. This has a very important conservation implication since this population has been a famous example that policy makers have used to support arguments that small populations can avoid genetic deterioration. The results of this thesis have implication for understanding population health in small populations and are an important aspect for population health monitoring that can be used for the detection of population deterioration.

Tiivistelmä

Nykyään monien suurpetojen populaatiot ovat pirstoutuneita ja siksi ne ovat alttiita sukusiitoksen haitallisille vaikutuksille. Populaation terveys on keskeistä eristyneiden populaatioiden suojelussa ja hoidossa. Sukusiitoksen haitallisia vaikutuksia luonnonvaraisissa populaatioissa on yleensä vaikea arvioida. Skandinavian ja Yhdysvaltojen Isle Royalen saaren vuosikymmeniä eristyneinä olleet sukusiittoiset susipopulaatiot (Canis lupus), ovat luonnonsuojelun esimerkkitapauksia. Tämän väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli analysoida näiden populaatioiden luupatologiaa suhteessa kahteen vertailupopulaatioon. Tämän lisäksi tutkittiin myös Skandinavian susipopulaation hampaiden epämuodostumia ja esitettiin yhteenveto aikaisemmissa tutkimuksissa raportoiduista pehmytkudoksen poikkeavuuksista. Väitoskirjan kolmessa erillisessä julkaisussa tutkittiin yhteensä 324 sutta sukusiittoisista populaatioista; 174 yksilöä nykyisestä Skandinavian ja 36 Isle Royalen populaatiosta. Vertailupopulaatioihin kuului 84 suomalaista sutta sekä 30 sutta sukupuuttoon kuolleesta historiallisesta Skandinavian populaatiosta. Isle Royalen susien selkärangan epämuodostumien esiintymistiheys kasvoi ajan myötä. Sama ilmiö näkyi myös skandinaavisissa susissa tarkasteltaessa useita epämuodostumatyyppejä. Yleisin tyyppi selkärangan poikkeavuuksista sisäsiittoisissa populaatioissa olivat välimuotoiset lanneristinikamat (LSTV), jota pidetään perinnöllisenä ja kliinisesti merkittävänä ominaisuutena koirilla (Canis familiaris). Populaatiovertailut osoittivat, että tämän poikkeavuuden esiintyminen liittyi populaation sukusiitoksen laajuuteen. Artikkeli II on ensimmäinen tutkimus, jossa on osoitettu, geneettisen heikentymisen olleen haitallista Isle Royalen susien morfologialle. Tämä on erittäin tärkeä havainto luonnonsuojelun kannalta. Tämä populaatio on ollut kuuluisa ja monien päätöksentekijöiden käyttämä esimerkki väitteille, joiden mukaan pienet populaatiot voivat välttää geneettistä kurjistumista. Tämän tutkimuksen tuloksilla on merkitystä pienten populaatioiden terveyden ymmärtämiselle, ja käytetyt menetelmät osoittautuivat hyödyllisiksi populaatioiden terveydentilan seurannassa.

Osajulkaisut / Original papers

Osajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon. / Original papers are not included in the electronic version of the dissertation.

1. Räikkönen, J., Bignert, A., Mortensen, P., & Fernholm, B. (2006). Congenital defects in a highly inbred wild wolf population (Canis lupus). Mammalian Biology, 71(2), 65–73. https://doi.org/10.1016/j.mambio.2005.12.002

2. Räikkönen, J., Vucetich, J. A., Peterson, R. O., & Nelson, M. P. (2009). Congenital bone deformities and the inbred wolves (Canis lupus) of Isle Royale. Biological Conservation, 142(5), 1025–1031. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2009.01.014

3. Räikkönen, J., Vucetich, J. A., Vucetich, L. M., Peterson, R. O., & Nelson, M. P. (2013). What the Inbred Scandinavian Wolf Population Tells Us about the Nature of Conservation. PLoS ONE, 8(6), e67218. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0067218

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version