Conservation Planning of the Endangered Pyrenean frog by integratingnatural history, landscape and population genomics under Global Changes Scenarios

Abstract

The Pyrenean frog (Rana pyrenaica) is a Pyrenees endemic species, mostly distributed between Navarra and Aragón, and recently was described in few streams of France. The typical habitat of the species is mountain streams. It is cataloged as an Endangered, by IUCN, however we not know some aspects about it biology, natural history, as well as the current populations stats and precise distribution range. In this thesis we were done an intensive fieldwork that has allowed us collect data of distribution and density population, genetics, special connectivity and the real populations status of rana pirenaica (Rana pyrenaica) populations. About conservation status, we have increased the known distribution range of the species with new localities, even if the species was disappeared in many historical localities, for not known reasons. The estimated population size is low in many localities, so local extinctions probabilities is higher. The rana pirenaica is genetically homogeneous, both using mitochondrial genomes and nuclear marker (SNPs), and has suffered a bottleneck with subsequent geographical expansion since the Last Glacial Maximum. The differences between western and east populations cores are minimal for Mitochondrial DNA, and there has been a recent gene flow between populations through the pre-Pyrenees. In Nuclear genes is observed a population division during the Holocene in five or six genetically differentiation cores. The landscape genetics analyses suggest that big rivers and pronounced unevenness have acted as barriers that allowed this differentiation, and exist an effectiveness separation between the species eastern and western cores. The lethal amphibian fungi Batrachoquitrium dendrobatidis was massively detected throughout the occurrence area of R. pyrenaica, even though the fungi impact on the specie is not known. The forecast climate models predict that growth chytrid conditions will be better in high elevation under Global Change scenarios, that high elevation populations of many amphibians’ species may be affected. The obtained data confirmed rana pirenaica as an Endangered species. A series of management measures of in situ conservation is proposed, as well as conservation unities in the whole distribution area. This work has made possible identify management measures for these species as well as assessing their current conservation status, which we hope will help the conservation of the species in Navarra and Aragón and especially in the Ordesa and Monte Perdido National Park, which is the only one that harbors Pyrenean frog populations.

La rana pirenaica (Rana pyrenaica) es una especie endémica de los Pirineos, que se distribuye principalmente entre Navarra y Aragón, y habita en ríos de montaña. Ha sido catalogada por la IUCN como una especie en Peligro de Extinción, si bien se desconocen muchos aspectos de su biología, historia natural, así como el estado actual de sus poblaciones y distribución precisa. En esta tesis se ha realizado un trabajo de campo intenso que nos ha permitido recabar datos de distribución y densidad poblacional, genética, conectividad espacial y estado de las poblaciones de la rana pirenaica (Rana pyrenaica). En cuanto al estado de conservación, hemos incrementado el área de distribución conocida de esta especie con nuevas localidades, si bien varias poblaciones históricas han desaparecido por causas desconocidas. El tamaño poblacional estimado es bajo en muchas localidades, por lo que la probabilidad de extinción local es elevada. La rana pirenaica es muy homogénea genéticamente, tanto empleando genomas mitocondriales como con marcadores nucleares (SNPs), y ha sufrido un cuello de botella con posterior expansión geográfica desde la última glaciación. Las diferencias entre el núcleo oriental y occidental son mínimas en ADN mitocondrial, y ha existido un flujo genético reciente entre poblaciones a través del pre-Pirineo. En genes nucleares se observa una división poblacional durante el Holoceno en 5 o 6 núcleos genéticamente diferenciados. Los análisis de genética del paisaje sugieren que los principales ríos y desniveles pronunciados han actuado como barreras que permitieron esta diferenciación, y existe una separación efectiva entre el núcleo oriental y occidental de la especie. Se ha detectado la presencia masiva del hongo Batrachoquitrium dendrobatidis en todo el área de distribución de rana pirenaica, si bien su impacto en la especie es desconocido. Los modelos de clima futuro predicen que las condiciones de crecimiento del quítrido serán mejores en altitudes mayores bajo escenarios de cambio global, de forma que las poblaciones de altitud de muchas especies de anfibios se podrán ver afectadas. Los datos obtenidos confirman a rana pirenaica como en Peligro de Extinción. Se proponen una serie de medidas de gestión para la conservación in situ de la especie, así como unidades de gestión en toda el área de distribución. Este trabajo ha permitido identificar medidas de gestión de estas especies así como valorar su situación actual de conservación, las cuales esperamos que sirvan de ayuda a la gestión de la especie en Navarra y Aragón y especialmente en el Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido que es el único que alberga poblaciones de rana pirenaica.