Genetic variation and population differentiation in the forest herb Lathyrus vernus (Fabaceae)

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Vårärt (Lathyrus vernus) är en skogsväxt som tillhör familjen ärtväxter (Fabaceae). Den förekommer hos oss i södra och mellersta Sverige och har sin nordligaste utbredning vid Höga kusten, där den förekommer i geografiskt isolerade populationer på sydsluttningar med gynnsamt klimat. I övrigt har vårärten sitt utbredningscentrum i centrala och östra Europa. Med denna avhandling har jag velat undersöka den genetiska variationen hos vårärt, både i karaktärer som är förmodat neutrala (enzymer och bladform) och i karaktärer som antas vara under stark selektion (reproduktiva karaktärer). Materialet till undersökningen insamlades från tre regioner: Centraleuropa, södra och mellersta Sverige. Populationerna klassificerades som små om antalet blommande individ understeg 150, eller stora om antalet var större än 500. Enligt teoretiska modeller antas populationer i utkanten av en arts utbredning ha mindre genetisk variation än centrala populationer, detta som en följd av t ex genetisk drift, lågt genflöde, inavel eller migrationseffekter. Många undersökningar stöder dessa modeller. Även små populationer löper en större risk att förlora genetisk variation genom inavel och genetisk drift. Man kan därför anta att det finns ett positivt samband mellan populationsstorlek och genetisk variation, ett mönster som ofta observerats i enzymundersökningar. Den största delen av den enzymbaserade genetiska variationen hos vårärt berodde på skillnader mellan individer inom populationer, medan en mindre del berodde på skillnader mellan populationer eller regioner. Fördelningen av variationen i reproduktiva karaktärer visade samma mönster som för enzymerna, även om det fanns större skillnader mellan populationer och regioner. Fördelningen av variationen i bladform var beroende på hur man kvantifierade bladformen. Variationen i enzymer visade ett geografiskt mönster som grupperade populationerna motsvarande de tre regionerna. Den genetiska variationen var också signifikant korrelerad med det geografiska avståndet mellan populationerna. Variationen i bladform visade också ett regionalt mönster, där bladen i centraleuropeiska populationer var smalare och hade tydligare bladudd än de mer äggrunda bladen hos individ från de svenska populationerna. Variationen i de reproduktiva karaktärerna avvek genom att inte visa något regionalt mönster. Skillnader i variationsmönster i de olika karaktärerna avspeglar förmodligen skillnader i den relativa betydelsen av genetisk drift och naturlig selektion. Hos vårärt fanns det ingen signifikant skillnad i mängd genetisk variation mellan regioner: de marginella populationerna var minst lika variabla som de mer centrala populationerna. Populationer klassificerade som små hade inte mindre genetisk variation än de stora populationerna, och det fanns inga starka samband mellan populationsstorlek och de olika reproduktiva karaktärernas medelvärde. Möjligen kan vårärtens långa generationstid ha betydelse för bibehållandet av variationen inom populationerna. Arten kan också ha vandrat in i Skandinavien på ett sådant sätt att väldigt lite variation har gått förlorat.