Biodiversity Consequences of Genetic Variation in Bark Characteristics within a Foundation Tree Species

Authors

  • ROBERT C. BARBOUR,

    Corresponding author
    1. School of Plant Science and Cooperative Research Centre for Forestry, University of Tasmania, Private Bag 55, Hobart, Tasmania 7001, Australia
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  • LYNNE G. FORSTER,

    1. School of Plant Science and Cooperative Research Centre for Forestry, University of Tasmania, Private Bag 55, Hobart, Tasmania 7001, Australia
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  • SUSAN C. BAKER,

    1. Forestry Tasmania and Cooperative Research Centre for Forestry, 79 Melville Street, Hobart, Tasmania 7000, Australia
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  • DOROTHY A. STEANE,

    1. School of Plant Science and Cooperative Research Centre for Forestry, University of Tasmania, Private Bag 55, Hobart, Tasmania 7001, Australia
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  • BRADLEY M. POTTS

    1. School of Plant Science and Cooperative Research Centre for Forestry, University of Tasmania, Private Bag 55, Hobart, Tasmania 7001, Australia
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‡ email robert.barbour@utas.edu.au

Abstract

Abstract: The developing field of community genetics has the potential to broaden the contribution of genetics to conservation biology by demonstrating that genetic variation within foundation plant species can act to structure associated communities of microorganisms, invertebrates, and vertebrates. We assessed the biodiversity consequences of natural patterns of intraspecific genetic variation within the widely distributed Australian forest tree, Eucalyptus globulus. We assessed genetic variation among geographic races of E. globulus (i.e., provenances, seed zones) in the characteristics of tree-trunk bark in a 17-year-old common garden and the associated response of a dependent macroarthropod community. In total, 180 macroarthropod taxa were identified following a collection from 100 trees of five races. We found substantial genetically based variation within E. globulus in the quantity and type of decorticating bark. In the community of organisms associated with this bark, significant variation existed among trees of different races in composition, and there was a two-fold difference in species richness (7–14 species) and abundance (22–55 individuals) among races. This community variation was tightly linked with genetically based variation in bark, with 60% of variation in community composition driven by bark characteristics. No detectable correlation was found, however, with neutral molecular markers. These community-level effects of tree genetics are expected to extend to higher trophic levels because of the extensive use of tree trunks as foraging zones by birds and marsupials. Our results demonstrate the potential biodiversity benefits that may be gained through conservation of intraspecific genetic variation within broadly distributed foundation species. The opportunities for enhancing biodiversity values of forestry and restoration plantings are also highlighted because such planted forests are increasingly becoming the dominant forest type in many areas of the world.

Abstract

Resumen: El desarrollo del campo de la genética de comunidades tiene el potencial para ampliar la contribución de la genética a la biología de la conservación al demostrar que la variación genética en especies de plantas fundadoras puede actuar para estructurar comunidades asociadas de microorganismos, invertebrados y vertebrados. Evaluamos las consecuencias de patrones naturales de variación genética intraespecífica en el árbol forestal australiano ampliamente distribuido, Eucalyptus globulus. Evaluamos la variación genética en razas geográficas de E. globulus (i. e., procedencias, zonas de semillas) en las características de la corteza del tronco en un jardín común de 17 años y la respuesta asociada de una comunidad dependiente de macroartrópodos. En total, 180 taxa de macroartrópodos fueron identificados después de colectas en 100 árboles de cinco razas. Encontramos variación genética sustancial en E. globulus en la cantidad y tipo de corteza. En la comunidad de organismos asociados con esta corteza, existió variación significativa entre árboles de diferentes razas, y hubo el doble de diferencia en la riqueza de especies (7–14 especies) y abundancia (22–55 individuos) entre razas. Esta variación en la comunidad estuvo estrechamente ligada con la variación genética de la corteza, con 60% de variación en la composición de especies dirigida por las características de la corteza. Sin embargo, no se encontró una correlación con marcadores moleculares neutrales. Se espera que estos efectos a nivel de comunidad de la genética de árboles se extiendan a niveles tróficos superiores debido al uso extensivo de los troncos como zonas de forrajeo por aves y marsupiales. Nuestros resultados demuestran los beneficios potenciales que se pueden obtener mediante la conservación de variación genética intraespecífica en especies fundadoras ampliamente distribuidas. Las oportunidades para incrementar los valores para la biodiversidad de las plantaciones forestales y de restauración también son resaltadas porque esos bosques sembrados se están convirtiendo en el tipo de bosques dominante en muchas regiones del mundo.

Ancillary