Demographic study of a peripheral population of the rare amphicarpic species Scrophularia arguta

Abstract

Scrophularia arguta (Scrophulariaceae) es una rara especie anual anficárpica con una distribución fragmentada en el norte de África, parte de la Península Arábiga y la Macaronesia, con varias poblaciones periféricas también en la Península Ibérica (suroeste de Europa). Las poblaciones ibéricas tienen una distribución disjunta: varias poblaciones en peligro o en peligro crítico están presentes en el sureste frente a unas pocas no incluidas en la lista que representan un linaje relicto con un haplotipo plastidial único que habita la región centro-oeste (Extremadura). En este estudio, examinamos la población más grande e importante de este linaje relicto para evaluar las amenazas potenciales a su supervivencia. Evaluamos los sistemas de polinización y reproducción, las recompensas florales, el cuajado de frutos y semillas de flores casmógamas y cleistógamas, y la dinámica de la población (es decir, fenología, supervivencia, éxito reproductivo y nivel de depredación). Encontramos que las principales amenazas para la población son la depredación por herbívoros silvestres, como el ciervo rojo y, en menor medida, las orugas de Cucullia scrophulariae. Estas amenazas disminuyen el éxito reproductivo hasta tal punto que la supervivencia de la población puede estar en peligro si no se toman medidas para reducir los efectos de los herbívoros.. Además, la existencia de colmenas cercanas altera la presencia y densidad de polinizadores silvestres que contribuyen al flujo genético a través de la transferencia de polen y aumentan la variabilidad genética. Las semillas cleistógamas pueden ayudar a mantener la población en microhábitats específicos (principalmente grietas de rocas cuarcíticas), aunque a costa de reducir la variabilidad genética. Por último, recomendamos que las administraciones regionales/nacionales responsables en materia de biodiversidad adopten medidas para garantizar la conservación y supervivencia de las poblaciones centro-occidentales.

Scrophularia arguta (Scrophulariaceae) is a rare amphicarpic annual species with a fragmented distribution in North Africa, part of the Arabian Peninsula, and Macaronesia, with several peripheral populations on the Iberian Peninsula (south-western Europe) as well. The Iberian populations have a disjunct distribution: several endangered or critically endangered populations are present in the southeast versus a few non-listed ones representing a relict lineage with a unique plastid haplotype inhabiting the west-central region (Extremadura). In this study, we examined the largest and most important population of this relict lineage to assess potential threats to its survival. We evaluated pollination and reproductive systems, floral rewards, fruit and seed set from chasmogamous and cleistogamous flowers, and population dynamics (i.e., phenology, survival, reproductive success, and predation level). We found that the main threats to the population are predation by wild herbivores, such as red deer and, to a lesser extent, Cucullia scrophulariae caterpillars. These threats decrease reproductive success to such an extent that population survival may be in jeopardy if no action is taken to reduce the effects of herbivores. In addition, the existence of nearby beehives alters the presence and density of wild pollinators that contribute to gene flow via pollen transfer and increase genetic variability. Cleistogamous seeds may help maintain the population in specific microhabitats (mainly quartzite rock cracks), although at the cost of reducing genetic variability. Finally, we recommend that regional/national administrations responsible for biodiversity matters adopt measures to ensure the conservation and survival of west-central populations.