CN
Carsten Nowak
Author with expertise in Population Genetic Structure and Dynamics
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
7
(57% Open Access)
Cited by:
359
h-index:
35
/
i10-index:
83
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Accuracy, limitations and cost-efficiency of eDNA-based community survey in tropical frogs

Miklós Bálint et al.Aug 15, 2017
Abstract Rapid environmental change in highly biodiverse tropical regions demands efficient biomonitoring programs. While existing metrics of species diversity and community composition rely on encounter-based survey data, eDNA recently emerged as alternative approach. Costs and ecological value of eDNA-based methods have rarely been evaluated in tropical regions, where high species richness is accompanied by high functional diversity (e.g. the use of different microhabitats by different species and life-stages). We first tested whether estimation of tropical frogs’ community structure derived from eDNA data is compatible with expert field assessments. Next we evaluated whether eDNA is a financially viable solution for biodiversity monitoring in tropical regions. We applied eDNA metabarcoding to investigate frog species occurrence in five ponds in the Chiquitano dry forest region in Bolivia and compared our data with a simultaneous visual and audio encounter survey (VAES). We found that taxon lists and community structure generated with eDNA and VAES correspond closely, and most deviations are attributable to different species’ life histories. Cost efficiency of eDNA surveys was mostly influenced by the richness of local fauna and the number of surveyed sites: VAES may be less costly in low-diversity regions, but eDNA quickly becomes more cost-efficient in high-diversity regions with many sites sampled. The results highlight that eDNA is suitable for large-scale biodiversity surveys in high-diversity areas if life history is considered, and certain precautions in sampling, genetic analyses and data interpretation are taken. We anticipate that spatially extensive, standardized eDNA biodiversity surveys will quickly emerge in the future.
0
Paper
Citation5
0
Save
54

Genomes of the extinct Sicilian wolf reveal a complex history of isolation and admixture with ancient dogs

Marta Ciucani et al.Jan 21, 2022
Summary The Sicilian wolf represented the only population of wolves living on a Mediterranean island until the first half of the twentieth century (1930s-1960s) 1–7 . Previous studies hypothesised that they remained isolated from mainland wolves from the end of the Last Glacial Maximum (LGM) 8,9 , until human persecutions led them to extinction 1–7 . There are only seven known Sicilian wolf specimens from the 19th and 20th century preserved in museums in Italy and recent morphometric analyses assigned them to the new subspecies Canis lupus cristaldii 10 . To better understand the origins of the Sicilian wolf, and its relationship to other wolf populations, we sequenced four whole genomes (3.8×-11.6×) and five mitogenomes. We investigated the relationship between Sicilian wolves and other modern breeds to identify potential admixture. Furthermore, considering that the last land-bridge between Sicily and Italy disappeared after the LGM 11 , around 17 kya, we explored the possibility that the Sicilian wolf retained ancestry from ancient wolf and dog lineages. Additionally, we explored whether the long-term isolation might have affected the genomic diversity, inbreeding levels and genetic load of the Sicilian wolf. Our findings show that the Sicilian wolves shared most ancestry with the modern Italian wolf population but are better modelled as admixed with European dog breeds, and shared traces of Eneolithic and Bronze age European dogs. We also find signatures of severe inbreeding and low genomic diversity at population and individual levels due to long-term isolation and drift, suggesting also low effective population size.
54
Citation5
0
Save
0

Haplotype-resolved genome and population genomics of the threatened garden dormouse in Europe

Paige Byerly et al.Nov 14, 2024
Genomic resources are important for evaluating genetic diversity and supporting conservation efforts. The garden dormouse ( Eliomys quercinus ) is a small rodent that has experienced one of the most severe modern population declines in Europe. We present a high-quality haplotype-resolved reference genome for the garden dormouse, and combine comprehensive short and long-read transcriptomics data sets with homology-based methods to generate a highly complete gene annotation. Demographic history analysis of the genome reveal a sharp population decline since the last interglacial, indicating an association between colder climates and population declines before anthropogenic influence. Using our genome and genetic data from 100 individuals, largely sampled in a citizen-science project across the contemporary range, we conduct the first population genomic analysis for this species. We find clear evidence for population structure across the species’ core Central European range. Notably, our data show that the Alpine population, characterized by strong differentiation and reduced genetic diversity, is reproductively isolated from other regions and likely represents a differentiated evolutionary significant unit (ESU). The predominantly declining Eastern European populations also show signs of recent isolation, a pattern consistent with a range expansion from Western to Eastern Europe during the Holocene, leaving relict populations now facing local extinction. Overall, our findings suggest that garden dormouse conservation may be enhanced in Europe through the designation of ESUs.
0

Targeted re-sequencing of coding DNA sequences for SNP discovery in non-model species

Daniel Förster et al.Jul 14, 2017
Hybridization capture coupled with high-throughput sequencing can be used to gain information about nuclear sequence variation at hundreds to thousands of loci. A cross-species approach makes use of molecular data of one species to enrich target loci in other (related) species. This is particularly valuable for non-model organisms, for which often no a priori knowledge exists regarding these loci. Here, we have adopted cross-species capture to obtain data for 809 nuclear coding DNA sequences (CDS) in a non-model organism, the Eurasian lynx Lynx lynx, using baits designed with the help of the published genome of a related model organism (the domestic cat Felis catus). In this manner, we were able to survey intraspecific variation at hundreds of nuclear loci across the European range of L. lynx. A large set of bi-allelic candidate SNPs was then tested in a high throughput SNP-genotyping platform (Fluidigm), which we reduced to a final 96 SNP-panel based on assay performance and reliability; validation was carried out with additional samples not included in the SNP discovery phase. The 96 SNP-panel developed from CDS performed very successfully in the identification of individuals and in population genetic structure inference (incl. the assignment of individuals to their source population). In keeping with recent studies, our results show that genic SNPs can be valuable for genetic monitoring of wildlife species.
0

Haplotype-resolved genome and population genomics of the threatened garden dormouse in Europe

Paige Byerly et al.Feb 22, 2024
Genomic resources are important for evaluating genetic diversity and supporting conservation efforts. The garden dormouse (Eliomys quercinus) is a small rodent that has experienced one of the most severe modern population declines in Europe. We present a high-quality haplotype-resolved reference genome for the garden dormouse, and combine comprehensive short and long-read transcriptomics datasets with homology-based methods to generate a highly complete gene annotation. Demographic history analysis of the genome revealed a sharp population decline since the last interglacial, indicating an association between colder climates and population declines prior to anthropogenic influence. Using our genome and genetic data from 100 individuals, largely sampled in a citizen-science project across the contemporary range, we conducted the first population genomic analysis for this species. We found clear evidence for population structure across the species core Central European range. Notably, our data shows that the Alpine population, characterized by strong differentiation and reduced genetic diversity, is reproductively isolated from other regions and likely represents a differentiated evolutionary significant unit (ESU). The predominantly declining Eastern European populations also show signs of recent isolation, a pattern consistent with a range expansion from Western to Eastern Europe during the Holocene, leaving relict populations now facing local extinction. Overall, our findings suggest that garden dormouse conservation may be enhanced in Europe through designation of ESUs.
1

A reduced SNP panel optimised for non-invasive genetic assessment of a genetically impoverished conservation icon, the European bison

Gerrit Wehrenberg et al.Apr 3, 2023
Abstract The European bison was saved from the brink of extinction due to considerable conservation efforts since the early 20 th century. The current global population of > 9,500 individuals is the result of successful ex situ breeding based on a stock of only 12 founders, resulting in an extremely low level of genetic variability. Due to the low allelic diversity, traditional molecular tools, such as microsatellites, fail to provide sufficient resolution for accurate genetic assessments in European bison, let alone from non-invasive samples. Here, we present a SNP panel for accurate high-resolution genotyping of European bison, which is suitable for a wide variety of sample types. The panel accommodates 96 markers allowing for individual and parental assignment, sex determination, breeding line discrimination, and cross-species detection. Two applications were shown to be utilisable in further Bos species with potential conservation significance. The new SNP panel will allow to tackle crucial tasks in European bison conservation, including the genetic monitoring of reintroduced populations, and a molecular assessment of pedigree data documented in the world’s first studbook of a threatened species.