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Transplantation of the Subshrub Lotus scoparius: Testing the Home-Site Advantage Hypothesis

Authors

  • Arlee M. Montalvo,

    Corresponding author
    1. Pacific Southwest Research Station, U.S. Forest Service, 4955 Canyon Crest Drive, Riverside, CA 92507, U.S.A.
    2. Department of Botany and Plant Sciences and Center for Conservation Biology, University of California, Riverside, CA 92521–0124, U.S.A.
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  • Norman C. Ellstrand

    1. Department of Botany and Plant Sciences and Center for Conservation Biology, University of California, Riverside, CA 92521–0124, U.S.A.
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  Address for correspondence is University of California, Riverside, email montalvo@citrus.ucr.edu

Abstract

Abstract: The long-term success of restored populations may be jeopardized by the collection locality of transplants if they are ill matched to their new environment. The home-site advantage hypothesis predicts that the relative success of introduced populations will decrease as their genetic and environmental distance to the local native population increases. We evaluated this hypothesis for a geographically variable shrub, Lotus scoparius, in southern Californian coastal sage scrub by planting two common-garden experiments with seedlings from 12 source populations. The common-garden sites differed in environment and were each home to different source populations of the two taxonomic varieties, L. s. var. scoparius or L. s. var. brevialatus. We used allozyme data from each source population to calculate genetic distances between populations, and a combination of climatic data and soil traits to calculate environmental distances. At the more mesic, coastal common garden, cumulative fitness of transplants (survival × flower production) was inversely related to genetic distance between source and resident populations. At the more xeric, inland common garden, cumulative fitness (survival × size) decreased significantly with both genetic and environmental distance after one taxonomic variety was excluded from analyses. Geographic distance was only weakly correlated with genetic distance and had little value in predicting cumulative fitness of transplants. Our data support the home-site advantage hypothesis and the idea that mis-matching source populations of these genetically differentiated seed sources may result in lowered success of restored or constructed populations. The genetic and environmental similarities of source populations should be considered when source materials are chosen for transplantation.

Abstract

Resumen: El éxito a largo plazo de poblaciones restauradas puede ser expuesto a riesgos por la localización de la colecta de transplantes si estos no corresponden adecuadamente a su nuevo ambiente. La hipótesis sobre las ventajas de la ubicación del hogar predice que el éxito relativo de poblaciones introducidas decrecerá al incrementarse su distancia genética y ambiental de la población nativa local. Evaluamos esta hipótesis para un arbusto geográficamente variable, Lotus scoparius, en el matorral de salvia costero del sur de California, sembrado en dos experimentos en jardines comunes con plántulas de 12 poblaciones fuente. Los sitios de jardines comunes difirieron en ambientes y cada uno fue hogar de una de las diferentes poblaciones fuente de las dos variedades taxonómicas, L. s. var. scoparius, o L. s. var. brevialatus. Utilizamos datos de alozimas de cada población fuente para calcular las distancias genéticas entre poblaciones, y una combinación de datos climáticos y datos de características del suelo para calcular las distancias ambientales. En el jardín común costero más mésico, la adaptabilidad acumulativa de transplantes (sobrevivencia × producción de flores) estuvo inversamente relacionada con la distancia genética entre las poblaciones fuente y residente. En el jardín común tierra adentro, más xérico la adaptabilidad acumulativa (sobrevivencia × tamaño) disminuyó significativamente tanto con la distancia, tanto genética como ambiental, después de excluir una variedad taxonómica del análisis. La distancia geográfica estuvo solo débilmente correlacionada con la distancia genética y tuvo muy poco valor en la predicción de la adaptabilidad acumulativa de los transplantes. Nuestros datos apoyan la hipótesis de las ventajas de la ubicación del hogar y el hecho de que la falta de correspondencia de las poblaciones fuente de aquellas semillas genéticamente diferenciadas pueden resultar en un éxito reducido de poblaciones restauradas o construidas. Las similitudes genéticas y ambientales de poblaciones fuente deberán ser tomadas en consideración al seleccionar fuentes de materiales para transplantes.

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