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The Paradox of Forest Fragmentation Genetics

Authors

  • ANDREA T. KRAMER,

    1. Department of Biological Sciences (M/C 066), University of Illinois at Chicago, 845 W. Taylor Street, Chicago, IL 60607, U.S.A.
    2. Chicago Botanic Garden, Division of Plant Science and Conservation, 1000 Lake Cook Road, Glencoe, IL 60022, U.S.A.
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  • JENNIFER L. ISON,

    1. Department of Biological Sciences (M/C 066), University of Illinois at Chicago, 845 W. Taylor Street, Chicago, IL 60607, U.S.A.
    2. Chicago Botanic Garden, Division of Plant Science and Conservation, 1000 Lake Cook Road, Glencoe, IL 60022, U.S.A.
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  • MARY V. ASHLEY,

    1. Department of Biological Sciences (M/C 066), University of Illinois at Chicago, 845 W. Taylor Street, Chicago, IL 60607, U.S.A.
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  • HENRY F. HOWE

    Corresponding author
    1. Department of Biological Sciences (M/C 066), University of Illinois at Chicago, 845 W. Taylor Street, Chicago, IL 60607, U.S.A.
    2. Department of Zoology, Field Museum of Natural History, 1400 S. Lake Shore Drive, Chicago, IL 60605, U.S.A.
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Abstract

Abstract:  Theory predicts widespread loss of genetic diversity from drift and inbreeding in trees subjected to habitat fragmentation, yet empirical support of this theory is scarce. We argue that population genetics theory may be misapplied in light of ecological realities that, when recognized, require scrutiny of underlying evolutionary assumptions. One ecological reality is that fragment boundaries often do not represent boundaries for mating populations of trees that benefit from long-distance pollination, sometimes abetted by long-distance seed dispersal. Where fragments do not delineate populations, genetic theory of small populations does not apply. Even in spatially isolated populations, where genetic theory may eventually apply, evolutionary arguments assume that samples from fragmented populations represent trees that have had sufficient time to experience drift, inbreeding, and ultimately inbreeding depression, an unwarranted assumption where stands in fragments are living relicts of largely unrelated predisturbance populations. Genetic degradation may not be as important as ecological degradation for many decades following habitat fragmentation.

Abstract

Resumen:  La teoría predice una gran pérdida de diversidad genética por deriva y endogamia de árboles sujetos a la fragmentación de hábitat; sin embargo, el soporte empírico de esta teoría es escaso. Argumentamos que la teoría de la genética de poblaciones puede ser mal aplicada a la luz de realidades ecológicas que, al ser reconocidas, requieren del escrutinio de los supuestos evolutivos subyacentes. Una realidad ecológica es que los límites de los fragmentos a menudo no representan los límites para las poblaciones de árboles que se benefician con la polinización a larga distancia, a veces favorecida por la dispersión de semillas a larga distancia. Donde los fragmentos no delinean poblaciones, la teoría genética de las poblaciones pequeñas no aplica. Aun en poblaciones espacialmente aisladas, donde la teoría genética eventualmente puede aplicar, los argumentos evolutivos asumen que las muestras de poblaciones fragmentadas representan árboles que han tenido suficiente tiempo para experimentar deriva, endogamia y, finalmente, depresión por endogamia, una suposición que carece de base y donde los individuos de los fragmentos son relictos vivientes de poblaciones no emparentadas antes de la perturbación. La degradación genética puede no ser tan importante como la degradación ecológica durante muchas décadas después de la fragmentación del hábitat.

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