Effective gene flow patterns across a fragmented landscape in southern Costa Rica for Symphonia globulifera (Clusiaceae); a species with mobile seed and pollen dispersers Patrones efectivos de flujo de genes a través de un paisaje fragmentado en el sur de Costa Rica para una especie con dispersores móviles de polen y semillas; Symphonia globulifera (Clusiaceae)

Abstract

In tropical trees, forest fragmentation has been shown to affect mating and gene flow patterns. Mobile dispersal vectors should be less sensitive to fragmented landscapes and may ameliorate the genetic effects of forest fragmentation on plant populations. To test this hypothesis, we analyzed gene flow patterns in Symphonia globulifera, a tropical tree species with highly mobile pollinators and seed dispersers in the Osa Peninsula in southern Costa Rica. We used microsatellites to study genetic diversity and realized gene flow patterns between a continuous forest and a forest fragment. We found high levels of genetic diversity in adults and seedlings at both sites. Parentage analyses suggest near-neighbor matings and frequent long-distance gene flow events. Half the progeny beneath an adult was not sired by that tree and the majority of established seedlings were the result of long-distance gene dispersal. Gene flow from the forest into the fragment was more common than from the fragment into the continuous forests. Despite long distance gene flow events, seedling spatial genetic structure was stronger and extended further in the forest fragment likely due to limited seed dispersal. We conclude that fragmentation affects gene flow in this tropical tree and may compromise its genetic diversity in forest fragments even for a species with mobile pollen and seed vectors.

En árboles tropicales se ha demostrado que la fragmentación del bosque afecta los patrones de apareamiento y reduce el flujo génico. Las especies forestales cuyos dispersores y polinizadores son capaces de moverse largas distancias sobre ambientes alterados, serán menos sensibles a los efectos de la fragmentación y podrán intercambiar genes regularmente entre fragmentos. Para probar esta hipótesis, en la Península de Osa en el sur de Costa Rica, estudiamos los patrones de flujo génico de Symphonia globulifera, una especie de árbol tropical con polinizadores y dispersores de semillas altamente móviles. Utilizamos microsatélites para estudiar la diversidad genética y los patrones de flujo génico entre un bosque continuo y un fragmento de bosque. Encontramos altos niveles de diversidad genética tanto en adultos como en plántulas. Los análisis de parentesco indican apareamiento entre vecinos cercanos, sin embargo el flujo génico a larga distancia es frecuente. La mitad de la progenie debajo de un adulto no es engendrada por ese árbol y la mayoría de las plántulas establecidas son el resultado del flujo génico a larga distancia. El flujo de genes desde el bosque continuo hacia el fragmento era más frecuente que el movimiento inverso. A pesar del flujo génico a larga distancia, hay diferencias en frecuencias alélica entre plántulas y la estructura espacial era más fuerte y se extendía a mayor distancia en el fragmento, probablemente por una dispersión limitada de semillas. Concluimos que la fragmentación afecta los patrones de flujo génico en esta especie de árbol tropical y puede afectar su diversidad genética en paisajes fragmentados, inclusive para una especies con polinizadores y dispersores con alta movilidad.