Susceptibility of Common and Rare Plant Species to the Genetic Consequences of Habitat Fragmentation
Susceptibilidad de Especies de Plantas Comunes y Raras a las Consecuencias Genéticas de la Fragmentación del Hábitat
Abstract
enAbstract: Small plant populations are more prone to extinction due to the loss of genetic variation through random genetic drift, increased selfing, and mating among related individuals. To date, most researchers dealing with genetic erosion in fragmented plant populations have focused on threatened or rare species. We raise the question whether common plant species are as susceptible to habitat fragmentation as rare species. We conducted a formal meta-analysis of habitat fragmentation studies that reported both population size and population genetic diversity. We estimated the overall weighted mean and variance of the correlation coefficients among four different measures of genetic diversity and plant population size. We then tested whether rarity, mating system, and plant longevity are potential moderators of the relationship between population size and genetic diversity. Mean gene diversity, percent polymorphic loci, and allelic richness across studies were positively and highly significantly correlated with population size, whereas no significant relationship was found between population size and the inbreeding coefficient. Genetic diversity of self-compatible species was less affected by decreasing population size than that of obligate outcrossing and self-compatible but mainly outcrossing species. Longevity did not affect the population genetic response to fragmentation. Our most important finding, however, was that common species were as, or more, susceptible to the population genetic consequences of habitat fragmentation than rare species, even when historically or naturally rare species were excluded from the analysis. These results are dramatic in that many more plant species than previously assumed may be vulnerable to genetic erosion and loss of genetic diversity as a result of ongoing fragmentation processes. This implies that many fragmented habitats have become unable to support plant populations that are large enough to maintain a mutation-drift balance and that occupied habitat fragments have become too isolated to allow sufficient gene flow to enable replenishment of lost alleles.
Abstract
esResumen: Las poblaciones pequeñas de plantas son más propensas a la extinción debido a la pérdida de variación genética por medio de la deriva génica aleatoria, el incremento de autogamia y la reproducción entre individuos emparentados. A la fecha, la mayoría de los investigadores que trabajan con erosión genética en poblaciones fragmentadas de plantas se han enfocado en las especies amenazadas o raras. Cuestionamos si las especies de plantas comunes son tan susceptibles a la fragmentación del hábitat como las especies raras. Realizamos un meta análisis formal de estudios de fragmentación que reportaron tanto tamaño poblacional como diversidad genética. Estimamos la media general ponderada y la varianza de los coeficientes de correlación entre cuatro medidas de diversidad genética y de tamaño poblacional de las plantas. Posteriormente probamos si la rareza, el sistema reproductivo y la longevidad de la planta son moderadores potenciales de la relación entre el tamaño poblacional y la diversidad genética. La diversidad genética promedio, el porcentaje de loci polimórficos y la riqueza alélica en los estudios tuvieron una correlación positiva y altamente significativa con el tamaño poblacional, mientras que no encontramos relación significativa entre el tamaño poblacional y el coeficiente de endogamia. La diversidad genética de especies auto compatibles fue menos afectada por la reducción en el tamaño poblacional que la de especies exogámicas obligadas y especies auto compatibles, pero principalmente exogámicas. La longevidad no afectó la respuesta genética de la población a la fragmentación. Sin embargo, nuestro hallazgo más importante fue que las especies comunes fueron tan, o más, susceptibles a las consecuencias genéticas de la fragmentación del hábitat que las especies raras, aun cuando las especies histórica o naturalmente raras fueron excluidas del análisis. Estos resultados son dramáticos porque muchas especies más pueden ser vulnerables a la erosión genética y a la pérdida de diversidad genética como consecuencia de los procesos de fragmentación que lo se asumía previamente. Esto implica que muchos hábitats fragmentados han perdido la capacidad para soportar poblaciones de plantas lo suficientemente grandes para mantener un equilibrio mutación-deriva y que los fragmentos de hábitat ocupados están tan aislados que el flujo génico es insuficiente para permitir la reposición de alelos perdidos.
