The Recovery of an Endangered Plant. I. Creating a New Population of Amsinckia grandiflora

Authors

  • Bruce M. Pavlik,

  • Daniel L. Nickrent,

  • Ann M. Howald


Abstract

The recovery of endangered plants often requires the creation of new populations in order to decrease the risk of extinction. Despite numerous attempts, no plant species have been fully recovered by creating new populations. Here we report on initial efforts to recover Amsinckia grandiflora Kleeb. ex Gray (Boraginaceae) by re-establishing the species in appropriate habitat within its historic range, with consideration given to genetic and demographic characteristics of the founding population. An experimental framework with demographic monitoring was used to follow the fates of nutlets (propagules) from two sources (one wild, one cultivated) and to evaluate the effects of habitat manipulations (fire, herbicide application, clipping) for reducing competition from introduced grasses. Founding nutlets from two sources had different germination and genetic characteristics. Nutlets directly descended from a wild population had half the germination potential of nutlets from a cultivated population because of their greater age (about 25 years in cold storage). Levels of genetic variability, as measured by allozyme electrophoresis at 18 loci, were low overall, but much more so in the cultivated population. These data were used to maximize genetic variability among founding nutlets and to predict the frequency of alternative allele carriers in the new population. After sowing and plot treatment at the Lougher Ridge re-establishment site, the 3460 founding nutlets produced a large number of germinules (1774) during the 1989–1990 growing season, and many (1101) survived to reproduce. From these plants, and estimated 35,800 nutlets were produced, indicating that the population had a high potential for growth during subsequent years. Introduced grasses had significant negative effects on survivorship to reproduction, plant size, and nutlet production in the new Amsinckia population. Grass cover was effectively reduced by using fire or a grass-specific herbicide. Burning significantly decreased Amsinckia mortality rates early in the growing season and significantly increased survivorship to reproduction and maximum plant size. Herbicide treatment had no effect on mortality rates or survivorship to reproduction, but it significantly increased plant size and, therefore, nutlet output per plant and per plot. The new population should be able to maintain itself within the existing grassland community, but growth and short-term viability would be assured by management practices that increased the availability of low-competition habitat patches for Amsinckia occupation.

Abstract

La recuperación de plantas en peligro de extinción requiere usualmente de la creación de una nueva población para disminuir el riesgo de extinción. A pesar de numerosos intentos, ninguna especie vegetal ha sido totalmente recuperada creando nuevas poblaciones. Nosotros reportamos sobre los esfuerzos iniciales para recuperar Amsinckia grandiflora Kleeb. ex Gray (Boraginaceae), reestableciendo especies en hábitats apropiados dentro de su rango histórico, dándole considerción a las características genéticas y demográficas de la población fundadora. Un marco experimental con monitoreo demográfico fue utilizado para seguir el destino de los propágulos desde dos fuentes (una silvestre y otra cultivada) y para evaluar los efectos de las manipulaciones del hábitat (fuego, aplicación de herbicida, desbroce) para reducir la competencia de pastos introducidos. Propágulos fundadores obtenidos de dos fuentes distintas tuvieron germinación y características genéticas diferentes. Los propágulos que decendieron directamente de la población silvestre tuvieron la mitad del potencial de germinación que los propágulos de la población cultivada debido a su mayor edad (∼ 25 años en almacenaje en frio). Niveles de variabilidad genética, medido con electroforesis de aloenzimas en 18 loci, fueron en general bajos, pero mucho más en las poblaciones cultivadas. Estos datos han sido utilizados para maximizar la variabilidad genética entre los propágulos establecidos y para predecir la frecuencia de los portadores de alelos alternativos en la nueva población. Después de sembrar y de tratar los plots en el sitio de re-establecimiento en “Lougher Ridge”, los 3460 propágulos establecidos produjeron un gran número de germinules (1774) durante la estación de crecimiento de 1989–1990 y muchos sobrevivieron (1101) para reproducirse. De estas plantas, se estima que 35,800 propágulos fueron producidos, indicando que la población tuvo un gran potencial de crecimiento durante los años subsiguientes. Los pastos introducidos tuvieron un efecto significativamente negativo sobre la supervivencia hasta la edad reproductiva, en el tamaño de la planta y en la producción de propágulos en la nueva poblacion de Amsinckia. La cobertura de pastos fue efectivamente reducida con el uso de fuego o con un herbicida específico. La quema decreció significativamente la tasa de mortalidad temprana en la estación de crecimiento en la población de Amsinckia e incrementó significativamante la supervivencia hasta la edad reproductiva y el tamaño máximo de las plantas. El tratamiento de herbicida no tuvo efecto en las tasas de mortalidad o supervivencia hasta la edad reproductiva pero incrementó significativamante el tamaño de la planta y por consiguiente la cantidad de propágulos por planta y por plot. La nueva población tiene que ser capáz de mantenerse por ella misma dentro de la comunidad de pastizal existente, pero el crecimiento y la viabilidad a corto plazo debe ser asegurada con prácticas de manejo que incrementen la disponibilidad de una baja competencia en los patches que vayan a ser ocupados por Amsinckia.

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