Genetic structure of different cat populations in Europe and South America at a microgeographic level: importance of the choice of an adequate sampling level in the accuracy of population genetics interpretations

Abstract

The phenotypic markers, coat color, pattern and hair length, of natural domestic cat populations observed in four cities (Barcelona, Catalonia; Palma Majorca, Balearic Islands; Rimini, Italy and Buenos Aires, Argentina) were studied at a microgeographical level. Various population genetics techniques revealed that the degree of genetic differentiation between populations of Felis catus within these cities is relatively low, when compared with that found between populations of other mammals. Two different levels of sampling were used. One was that of "natural" colonies of cat families living together in specific points within the cities, and the other referred to "artificial" subpopulations, or groups of colonies, inhabiting the same district within a city. For the two sampling levels, some of the results were identical: 1) little genic heterogeneity, 2) existence of panmixia, 3) similar levels of expected heterozygosity in all populations analyzed, 4) no spatial autocorrelation, with certain differentiation in the Buenos Aires population compared to the others, and 5) very high correlations between colonies and subpopulations with the first factors from a Q factor analysis. Nevertheless, other population genetic statistics were greatly affected by the differential choice of sampling level. This was the case for: 1) the amount of heterogeneity of the FST and GST statistics between the cities, which was greater at the subpopulation level than at colony level, 2) the existence of correlations between genic differentiation statistics and size variables at subpopulation level, but not at the colony level, and 3) the relationships between the genetic variables and the principal factors of the R factorial analysis. This suggests that care should be taken in the choice of the sampling unit, for inferences on population genetics to be valid at the microgeographical level.Os marcadores fenotípicos cor da pelagem, padrão e comprimento dos pelos de populações naturais de gato doméstico de quatro cidades (Barcelona, Catalunha; Palma Majorca, Ilhas Baleares; Rimini, Itália, e Buenos Aires, Argentina) foram estudados em nível microgeográfico. Várias técnicas de genética de populações revelaram que o grau de diferenciação genética entre populações de Felis catus nessas cidades é relativamente baixo, quando comparado com aquele encontrado entre populações de outros mamíferos. Dois diferentes níveis de amostragem foram usados. Um foi o de colônias "naturais" de famílias de gatos vivendo juntas em pontos específicos das cidades e o outro foi de subpopulações "artificiais", ou grupos de colônias, habitando o mesmo bairro de uma cidade. Para os dois níveis de amostragem, alguns dos resultados foram idênticos: 1) pouca heterogeneidade gênica, 2) existência de panmixia, 3) níveis semelhantes de heterozigosidade esperada em todas as populações analisadas, 4) ausência de autocorrelação espacial, com certa diferenciação na população de Buenos Aires comparada às outras, e 5) correlações muito altas entre colônias e subpopulações com os primeiros fatores de uma análise de fator Q. Não obstante, outros dados estatísticos de genética de população mostraram-se muito afetados pela escolha diferencial do nível de amostragem. Foi o caso de: 1) a quantidade de heterogeneidade dos dados estatísticos FST e GST entre as cidades, que foi maior no nível de subpopulação do que no nível de colônia; 2) a existência de correlações entre os dados estatísticos de diferenciação gênica e variáveis de tamanho no nível subpopulacional, mas não no nível de colônias, e 3) a relação entre as variáveis genéticas e os principais fatores da análise fatorial R. Isto sugere que se deve tomar cuidado ao escolher a unidade de amostragem, para que as inferências a respeito da genética de população sejam válidas a nível microgeográfico.