Sample Size for the Diagnosis of Conservation Units
Tamaño de Muestra para el Diagnóstico de Unidades de Conservación
Abstract
enAbstract: Use of the phylogenetic species concept in defining conservation units is based on the assumption that the fixation of a particular character state in a population is diagnostic of a long history of reproductive isolation. In practice, diagnosis is usually based on the character states of a small sample of individuals rather than the states of the entire population. Unfortunately, when sample sizes are small, samples in which all individuals share one character state can easily be drawn from populations that are actually polymorphic. I describe statistical methods for examining how much confidence can be placed in the diagnosis of a conservation unit, given the operative sample size. The methods estimate the probability of drawing a sample in which all individuals show the same state, if individuals with unsampled ( hidden) states actually exist in the population at some hypothetical frequency (e.g., 0.05). I considered finite and infinite population-size models. The infinite population-size model suggests that in order to reject with 95% confidence the hypothesis that 5% of individuals carry hidden character states, a sample of 59 individuals is necessary. Finite population-size models give slightly smaller critical sample sizes for diagnosis with 95% confidence. I describe methods for including the effect of uncertainty in estimating population size when calculating critical sample size, and I discuss extensions to multiple characters and the impact of spatial structuring of character states. My results suggest that confident diagnosis requires sample sizes much larger than those commonly used when the phylogenetic species concept is applied to defining conservation units.
Abstract
esResumen: El uso del concepto de especie filogenética en la definición de unidades de conservación se basa en el supuesto de que la fijación de una característica particular en una población sea un diagnóstico de una larga historia de aislamiento reproductivo. En la práctica, el diagnóstico se basa por lo general en las características de una muestra pequeña de individuos y no en las condiciones de la población en su totalidad. Desafortunadamente, cuando los tamaños de muestra son pequeños, las muestras en las que todos los individuos comparten una característica pueden ser fácilmente extraídas de poblaciones que son en realidad polimórficas. En este trabajo describo los métodos estadísticos para examinar cuanta confianza puede ser puesta en el diagnóstico de una unidad de conservación, dado el tamaño poblacional operativo. Los métodos estiman la probabilidad de extracción de una muestra en la cual todos los individuos muestran la misma característica y existen individuos con una condición no muestreada (escondida) en la población a una frecuencia hipotética ( por ejemplo, 0.05). Consideré modelos con tamaños poblacionales finitos e infinitos. El modelo con tamaño poblacional infinito sugiere que para rechazar con un 95% de confianza la hipótesis de que 5% de los individuos poseen características escondidas, se necesita un tamaño de muestra de 59 individuos. El modelo con tamaño poblacional finito dio tamaños de muestra críticos ligeramente menores para un diagnóstico con un 95% de confianza. Se describen los métodos para incluir el efecto de la incertidumbre en la estimación del tamaño poblacional cuando se calcula el tamaño de muestra crítico. Las extensiones a características múltiples y el impacto de la estructura espacial sobre las características es también discutido. Mis resultados sugieren que un diagnóstico confiable requiere de tamaños de muestra mucho más grandes que aquéllos comúnmente usados cuando se aplica el concepto de especie filogenética a la definición de unidades de conservación.
