title: Genetic analysis of fragmented populations of Pinus cembra L. in the Berchtesgaden National Park
Creators: name: Hochsattel, Hannah
Publisher: name: :none
Year: 2020

description: Die Konifere Pinus cembra L. (Zirbelkiefer) ist eine endemische Schlüsselart des oberen subalpinen Waldgürtels. Bereits in der Vergangenheit verschiedensten negativen menschlichen Einflüssen ausgesetzt, leidet die Zirbe in der Gegenwart unter fortlaufender Fragmentierung ihres Lebensraums. Zusätzlich ist diese Baumart durch die extremen klimatischen Bedingungen in ihrem Habitat und durch artspezifische Eigenschaften sehr empfindlich auf die Auswirkungen des Klimawandels, weshalb zukünftig eine signifikante Reduktion der für die Zirbelkiefer besiedelbaren Flächen erwartet wird. Vor allem in kleinen und fragmentierten Populationen am Rande des Verbreitungsgebiets von Pinus cembra wurden bereits Anzeichen genetischer Verarmung, eingeschränkten Genflusses und Tendenzen zu Inzucht nachgewiesen. In der vorliegenden Studie werden drei Zirbenpopulationen untersucht, gelegen im Nationalpark Berchtesgaden in Bayern, Deutschland, am nördlichen Verbreitungsrand der Art in den Kalkalpen. Analysen von genetischen Mustern und Verwandtschaftsbeziehungen werden mithilfe von vier Chloroplasten- und zwölf nuklearen Mikrosatellitenmarkern anhand von Proben von Verjüngung und adulten Bäumen aus fünf über die drei Populationen verteilten Probeflächen durchgeführt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die drei Populationen seit Langem getrennt sind und dass genetischer Austausch hauptsächlich innerhalb der Populationen stattfindet. Das Ausmaß von genetischer Fragmentierung und Inzucht, die genetischen Strukturen und der Verjüngungserfolg variieren zwischen den drei Populationen. Daher wird erwartet, dass Vitalität und Weiterbestehen in Zukunft unterschiedlich erfolgreich für jede der Populationen ausfallen werden.
description: The conifer Pinus cembra L. (Swiss stone pine) is an endemic key stone species of the upper subalpine forest belt. It has been subject to various negative anthropogenic impacts in the past and is challenged by ongoing habitat fragmentation in the present. In addition, extreme climatic conditions in the species’ habitat as well as individual traits make it highly susceptible to impacts of climate change, and a significant decrease of area habitable for the tree in future climates is expected. Especially small and fragmented populations at the margins of Pinus cembra’s distribution range have already shown signs of genetic depletion, restricted gene flow and inbreeding tendencies. Three Swiss stone pine populations embedded in the Berchtesgaden National Park in Bavaria, Germany, located at the northern species distribution boundary within the Calcareous Alps, are evaluated in the underlying study. Genetic and parentage analysis of juvenile and adult samples gathered from five sampling plots distributed over the three population areas are carried out using four chloroplast and twelve nuclear microsatellite markers. Results suggest, that the fragmentation of the three populations dates back a long time, and genetic exchange in the present is mostly restricted to the intra-populational level. Individual extents of genetic fragmentation and trends of inbreeding, genetic patterns and success of regeneration vary among the populations, therefore each of them is expected to display different degrees of success and viability in the future.