Conservation genomics of Crocanthemum greenei: effects of land management on the genetic structure and diversity of a Channel Islands endemic plant

Authors

Sandra Namoff, California Botanic Garden, 1500 N College Ave., Claremont, CA 91711Follow
Kristen Hasenstab-Lehman, Santa Barbara Botanic Garden, 1212 Mission Canyon Rd., Santa Barbara, CA 93105
Heather E. Schneider, Santa Barbara Botanic Garden, 1212 Mission Canyon Rd., Santa Barbara, CA 93105
C. Matt Guilliams, Santa Barbara Botanic Garden, 1212 Mission Canyon Rd., Santa Barbara, CA 93105

Abstract

The California Channel Islands have had a varied ecological history. From the mid-19th century until the late 20th century, habitats were managed with a human-centric focus to the detriment of rare taxa endemic to the islands. Crocanthemum greenei (B.L. Rob.) Sorrie is a subshrub that only occurs on the California Channel Islands. The species experienced significant demographic decline well into the 1980s, when it was only known from a few dozen occurrences. Since the species listing in the late 1990s, populations have rebounded, and several dozen occurrences have been documented and are being monitored on Santa Cruz, Santa Rosa, and Santa Catalina Islands. In this study, population genomic data are used to evaluate the genetic consequences of historical management practices. Single-nucleotide polymorphism datasets were used to understand genetic differentiation, variation, and potential hybridization with Crocanthemum scoparium. Results show that occurrences on the northern Channel Islands form one genetic cluster that is moderately differentiated from a genetic cluster represented by occurrences on Santa Catalina Island, a southern Channel Island. Genetic divergence among islands, as evidenced by pairwise FST values, is lower than expected and could indicate gene flow among the islands. The data shows evidence of recent hybridization between C. greenei and C. scoparium on Santa Catalina Island. The inbreeding coefficient for Santa Cruz Island is low to moderate, indicating that reproduction is slightly higher than expected between close relatives on that island. Increased inbreeding is an expected outcome in populations that have experienced high grazing pressure from nonnative mammals and encroachment from invasive plants. Management efforts that promote gene flow among occurrences are recommended, especially on Santa Cruz Island.


Las Islas Channel de California han tenido una historia ecológica variada. Desde mediados del siglo XIX hasta finales del siglo XX, se supervisaron los hábitats con un enfoque en el ser humano, perjudicando a los taxones raros y endémicos de las islas. El Crocanthemum greenei (B.L. Rob.) Sorrie es un subarbusto que se encuentra únicamente en las Islas Channel de California, esta especie experimentó un declive demográfico significativo hasta los años 80, cuando solo se conocía por unas pocas docenas de ocurrencias. Desde su inclusión en la lista de especies amenazadas a finales de 1990, las poblaciones se han recuperado, y se han documentado varias docenas de ocurrencias que se están monitoreando en las islas Santa Cruz, Santa Rosa y Santa Catalina. En este estudio, se utilizan datos genómicos poblacionales para evaluar las consecuencias genéticas de las prácticas de gestión históricas. Se utilizaron conjuntos de datos de polimorfismos de un solo nucleótido con el objetivo de comprender la diferenciación genética, la variación y la posible hibridación dentro de la especie Crocanthemum scoparium. Los resultados muestran que las ocurrencias en las Islas Channel del norte forman un clúster genético que está moderadamente diferenciado de otro clúster genético representado por las ocurrencias en la Isla Santa Catalina, una de las islas Channel del sur. La divergencia genética entre las islas, tal y como lo evidencian los valores de FST por pares, es más baja de lo esperado y podría ser indicativa de un flujo genético entre las islas. Los datos muestran evidencia de hibridación reciente entre el C. greenei y el C. scoparium en la Isla Santa Catalina. El coeficiente de endogamia para la Isla Santa Cruz es de bajo a moderado, lo cual indica que la reproducción es ligeramente más alta de lo esperado entre parientes cercanos en esa isla. Se espera un aumento de la endogamia en poblaciones que han experimentado una alta presión de pastoreo de mamíferos no nativos y la invasión de plantas invasoras. Recomendamos trabajos de gestión que promuevan el flujo genético entre ocurrencias, especialmente en la Isla Santa Cruz.

Recommended Citation

Namoff, Sandra; Hasenstab-Lehman, Kristen; Schneider, Heather E.; and Guilliams, C. Matt (2025) "Conservation genomics of Crocanthemum greenei: effects of land management on the genetic structure and diversity of a Channel Islands endemic plant," Western North American Naturalist: Vol. 85: No. 2, Article 13.
Available at: https://scholarsarchive.byu.edu/wnan/vol85/iss2/13