Influence of Habitat Patchiness on Genetic Diversity and Spatial Structure of a Serpentine Endemic Plant

: Conservation of rare plant species often involves small, local populations dispersed within apparently suitable habitat. We used enzyme electrophoresis to study genotypic diversity in 32 populations of Calystegia collina, a self-incompatible clonal plant endemic to serpentine substrate in northern California's Coast Range. Genotypic diversity within a population was a good predictor of seed set by randomly marked flowers. Ramets from the most abundant genotypes in a population were most likely to produce flowers, but flowers from abundant genotypes were less likely to produce seed capsules than were flowers from rarer genotypes. These results are consistent with previous findings that reproductive success in C. collina is limited by the availability of compatible pollen. On small serpentine outcrops supporting only one or two populations, C. collina did not show reduced genotypic diversity or heterozygosity compared with populations on large outcrops supporting many populations. Instead, genotypic diversity and outcrop size had strong but independent influences on reproductive success. Although large serpentine outcrops contain more populations and provide better conditions for flower and seed production, significant diversity of unique genotypes clearly exists in isolated serpentine outcrops. Our findings suggest that plant conservation strategies must take into account the natural distribution of populations. The effects of habitat fragmentation on C. collina and other plant species that occur naturally in small, discrete patches may be unlike those that have been documented in more recently fragmented species. Resumen: La conservacion de plantas raras a menudo implica pequenas poblaciones locales esparcidas en un habitat aparentemente adecuado. Utilizamos electroforesis de enzimas para estudiar la diversidad genotipica de 32 poblaciones de Calystegia collina, una planta auto-incompatible clonal endemica a sustratos serpentinos de la cadena costera del norte de California. La diversidad genotipica dentro de una poblacion fue un buen elemento de prediccion de semillas producidas por flores marcadas aleatoriamente. Ramas de los genotipos mas abundantes en una poblacion tenian mayor probabilidad de producir flores, pero las flores de los genotipos abundantes tenian menor probabilidad de producir capsulas de semillas que las flores de genotipos mas raros. Estos resultados son consistentes con hallazgos anteriores que establecen que el exito reproductivo de C. collina esta limitado por la disponibilidad de polen compatible. En pequenos afloramientos de serpentina que sirven de sustrato para 1–2 poblaciones solamente, Calystegia collina no presento una reduccion en la diversidad genetica ni en la heterocigosidad en comparacion con las poblaciones en afloramientos mayores que sirven de sustrato para varias poblaciones. En cambio, la diversidad genotipica y el tamano del afloramiento tuvieron una influencia fuerte, pero independiente, sobre el exito reproductivo. Aunque los afloramientos grandes de serpentina contienen mas poblaciones y proporcionan mejores condiciones para la produccion de flores y semillas, existe una diversidad significativa de genotipos unicos en afloramientos de serpentina aislados. Nuestros hallazgos sugieren que las estrategias de conservacion de plantas que ocurren naturalmente en pequenos parches discretos deben ser distintas a las que se han documentado para especies fragmentadas mas recientemente.