Spatial genetic structure of Rocky Mountain bighorn sheep (Ovis canadensis canadensis) at the northern limit of their native range

The Canadian Rocky Mountains are one of the few places on Earth where the spatial genetic structure of wide-ranging species has been relatively unaffected by anthropogenic disturbance. We characterized the spatial genetic structure of Rocky Mountain bighorn sheep (Ovis canadensis canadensis Shaw, 1804) in the northern portion of their range. Using microsatellites from 1495 individuals and mitochondrial DNA sequences from 188 individuals, we examined both broad- and fine-scale spatial genetic structure, assessed sex-biased gene flow within the northern portion of the species range, and identified geographic patterns of genetic diversity. We found that broad-scale spatial genetic structure was consistent with barriers to movement created by major river valleys. The fine-scale spatial genetic structure was characterized by a strong isolation-by-distance pattern, and analysis of neighborhood size using spatial autocorrelation indicated gene flow frequently occurred over distances of up to 100 km. However, analysis of sex-specific spatial autocorrelation and analysis of mitochondrial haplotype distributions failed to detect any evidence of sex-biased gene flow. Finally, our analyses reveal decreasing genetic diversity with increasing latitude, consistent with patterns of post-glacial recolonization of the Rocky Mountains. Key words: spatial genetic structure, post-glacial recolonization, ungulates, terrestrial, alpine, Rocky Mountain bighorn sheep, Ovis canadensis canadensis. Les montagnes Rocheuses canadiennes sont un des rares endroits sur terre ou la structure genetique spatiale d'especes a grande aire de repartition a ete assez peu touchee par des perturbations d'origine humaine. Nous avons caracterise la structure genetique spatiale du mouflon des montagnes Rocheuses (Ovis canadensis canadensis Shaw, 1804) dans lapartie nordde son aire de repartition. En utilisant des microsatellites de 1495 individus et des sequences d'ADN mitochondrial de 188 individus, nous avons examine la structure genetique spatiale a grande echelle et a echelle fine, evalue la presence de flux genetique biaise en fonction du sexe dans la partie nord de l'aire de repartition de l'espece et cerne des motifs de repartition geographique de la diversite genetique. Nous avons constate que la structure genetique spatiale a grande echelle reflete la presence d'obstacles aux deplacements crees par d'importantes vallees fluviales. La structure genetique spatiale a echelle fine est caracterisee par un motif marque d'isolement par la distance, et l'analyse de la taille des voisinages en utilisant l'autocorrelation spatiale indique qu'un flux genetique a frequemment lieu sur des distances pouvant atteindre 100 km. L'analyse de l'autocorrelation spatiale selon le sexe et l'analyse de la repartition des haplotypes mitochondriaux n'ont toutefois permis de deceler aucun indice de flux genetique biaise en fonction du sexe. Enfin, nos analyses revelent une diminution de la diversite genetique vers les plus hautes latitudes, ce qui concorde avec des motifs de recolonisation postglaciaire des montagnes Rocheuses. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : structure genetique spatiale, recolonisation postglaciaire, ongules, terrestre, alpin, mouflon des montagnes Rocheuses, Ovis canadensis canadensis.
Introduction In the absence of anthropogenic habitat fragmentation, the natural population genetic structure of species can be defined by natural geographic and ecological barriers (Slatkin 1985, 1987), or the dispersal [...]