Aim
Understanding the relative contribution of diversification rates (speciation and extinction) and dispersal in the formation of the latitudinal diversity gradient– the decrease in species richness with increasing latitude – is a main goal of biogeography. The mammalian order Carnivora, which comprises 286 species, displays the traditional latitudinal diversity gradient seen in almost all mammalian orders. Yet the processes driving high species richness in the tropics may be fundamentally different in this group from that in other mammalian groups. Indeed, a recent study suggested that in Carnivora, unlike in all other major mammalian orders, net diversification rates are not higher in the tropics than in temperate regions. Our goal was thus to understand the reasons why there are more species of Carnivora in the tropics.
Location : World-wide.
Methods
We reconstructed the biogeographical history of Carnivora using a time-calibrated phylogeny of the clade comprising all terrestrial species and dispersal–extinction–cladogenesis models. We also analysed a fossil dataset of carnivoran genera to examine how the latitudinal distribution of Carnivora varied through time.
Results
Our biogeographical analyses suggest that Carnivora originated in the East Palaearctic (i.e. Central Asia, China) in the early Palaeogene. Multiple independent lineages dispersed to low latitudes following three main paths: toward Africa, toward India/Southeast Asia and toward South America via the Bering Strait. These dispersal events were probably associated with local extinctions at high latitudes. Fossil data corroborate a high-latitude origin of the group, followed by late dispersal events toward lower latitudes in the Neogene.
*Main conclusions *
Unlike most other mammalian orders, which originated and diversified at low latitudes and dispersed ‘out of the tropics’, Carnivora originated at high latitudes, and subsequently dispersed southward. Our study provides an example of combining phylogenetic and fossil data to understand the generation and maintenance of global-scale geographical variations in species richness.
Titre de l'article
La dispersion est un des facteurs de la mise en place du gradient latitudinal de diversité chez les Carnivores
La dispersion est un des facteurs de la mise en place du gradient latitudinal de diversité chez les Carnivores
Introduction à l'article
L'hypothèse selon laquelle des forts taux de diversification entraînent une richesse spécifique plus importantes sous les tropiques semble fonctionner chez les mammifères, mais pas pour les Carnivores. En effet, chez les Carnivores, les taux de diversification semblent être égaux entre les régions tempérées et tropicales. Malgré ces observations, la richesse spécifique des Carnivores est plus élevée sous les tropiques Faster Speciation and Reduced Extinction in the Tropics Contribute to the Mammalian Latitudinal Diversity Gradient. Ainsi, "si le taux de diversification n'est pas plus élevé pour les carnivores sous les tropiques, pourquoi y a-t-il plus d'espèces tropicales que tempérées dans ce groupe ?"
*Deux hypothèses *
L'hypothèse selon laquelle des forts taux de diversification entraînent une richesse spécifique plus importantes sous les tropiques semble fonctionner chez les mammifères, mais pas pour les Carnivores. En effet, chez les Carnivores, les taux de diversification semblent être égaux entre les régions tempérées et tropicales. Malgré ces observations, la richesse spécifique des Carnivores est plus élevée sous les tropiques Faster Speciation and Reduced Extinction in the Tropics Contribute to the Mammalian Latitudinal Diversity Gradient. Ainsi, "si le taux de diversification n'est pas plus élevé pour les carnivores sous les tropiques, pourquoi y a-t-il plus d'espèces tropicales que tempérées dans ce groupe ?"
*Deux hypothèses *
Expériences de l'article
Pour tester l'hypothèse selon laquelle la dispersion des hautes latitudes vers les basses latitudes pourrait être à l'origine du GLD chez les Carnivores, les auteurs utilisent la plus récente phylogénie complète calibrée de Carnivora (Nyakatura & Bininda-Emonds, 2012) pour les analyses de diversification et la reconstruction biogéographique, ainsi que des données fossiles issues de la base de données Paleobiology (https://www.paleobiodb.org/). L'approche consiste à reconstruire l'histoire biogéographique du groupe afin d'estimer les zones d'origines ancestrales des Carnivores ,et les événements majeurs de leur dispersion en ce concentrant sur les variations de leur répartition latitudinales au cours du temps.
Pour tester l'hypothèse selon laquelle la dispersion des hautes latitudes vers les basses latitudes pourrait être à l'origine du GLD chez les Carnivores, les auteurs utilisent la plus récente phylogénie complète calibrée de Carnivora (Nyakatura & Bininda-Emonds, 2012) pour les analyses de diversification et la reconstruction biogéographique, ainsi que des données fossiles issues de la base de données Paleobiology (https://www.paleobiodb.org/). L'approche consiste à reconstruire l'histoire biogéographique du groupe afin d'estimer les zones d'origines ancestrales des Carnivores ,et les événements majeurs de leur dispersion en ce concentrant sur les variations de leur répartition latitudinales au cours du temps.
Résultats de l'article
Test de l'hypothèse du taux de diversification
Le groupe des Carnivores a connu des taux de diversification significativement plus élevés dans les régions tempérées.
Histoire biogéographique et Paléo-reconstruction des latitudes passées à partir des fossiles
Au Paléogène, les données phylogéniques et les données fossiles indiquent que la répartition des Carnivores se limité aux hautes latitudes avant de se disperser progressivement vers des latitudes plus basses puis dans l'Hémisphère sud. Cette dispersion est plus importante entre 20 Ma et aujourd'hui. La diminution de la latitude moyenne des carnivores est donc probablement due à plusieurs dispersions indépendantes vers le sud (voir figure). Ainsi, plusieurs lignées indépendantes se seraient dispersées depuis le Paléarctique Est (Asie Centrale, Chine) vers les basses latitudes en suivant trois voies principales : l'Afrique, l'Inde / Asie du Sud-Est, et l'Amérique du Sud par le détroit de Béring.
Test de l'hypothèse du taux de diversification
Le groupe des Carnivores a connu des taux de diversification significativement plus élevés dans les régions tempérées.
Histoire biogéographique et Paléo-reconstruction des latitudes passées à partir des fossiles
Au Paléogène, les données phylogéniques et les données fossiles indiquent que la répartition des Carnivores se limité aux hautes latitudes avant de se disperser progressivement vers des latitudes plus basses puis dans l'Hémisphère sud. Cette dispersion est plus importante entre 20 Ma et aujourd'hui. La diminution de la latitude moyenne des carnivores est donc probablement due à plusieurs dispersions indépendantes vers le sud (voir figure). Ainsi, plusieurs lignées indépendantes se seraient dispersées depuis le Paléarctique Est (Asie Centrale, Chine) vers les basses latitudes en suivant trois voies principales : l'Afrique, l'Inde / Asie du Sud-Est, et l'Amérique du Sud par le détroit de Béring.
Rigueur de l'article
Les auteurs basent leur hypothèse de départ à partir d'études rigoureuses qui soulève ce phénomène (la dispersion des Carnivores depuis les hautes latitudes vers les basses latitudesFaster Speciation and Reduced Extinction in the Tropics Contribute to the Mammalian Latitudinal Diversity Gradient). De plus, les expériences réalisées sont clairement expliquées, et les tests statistiques sont effectuées rigoureusement. Par ailleurs, leurs différentes approches, phylogénétiques, fossiles et biogéographiques apportent plus de force à leurs résultats.
Les auteurs basent leur hypothèse de départ à partir d'études rigoureuses qui soulève ce phénomène (la dispersion des Carnivores depuis les hautes latitudes vers les basses latitudesFaster Speciation and Reduced Extinction in the Tropics Contribute to the Mammalian Latitudinal Diversity Gradient). De plus, les expériences réalisées sont clairement expliquées, et les tests statistiques sont effectuées rigoureusement. Par ailleurs, leurs différentes approches, phylogénétiques, fossiles et biogéographiques apportent plus de force à leurs résultats.
Ce que cet article apporte au débat
Jusqu'à lors de nombreux articles ont noté l'importance du rôle de la diversification chez les mammifères. Cette article montre que pour le grand groupe des Carnivores la diversification n'est pas le principal moteur de leur répartition le long du GLB. En revanche, leur dispersion depuis les hautes latitudes vers les basses latitudes semble être à l'origine de la mise en place de leur GLB. En effet, les données phylogénétiques et fossiles obtenues ici font parties des premières qui révèlent qu'un groupe est originaire des hautes latitudes, et présentait une fort taux de diversification avant de se disperser par la suite vers des latitudes plus basses. Ce phénomène étant en relation avec de possibles extinctions massives aux hautes latitudes.
Jusqu'à lors de nombreux articles ont noté l'importance du rôle de la diversification chez les mammifères. Cette article montre que pour le grand groupe des Carnivores la diversification n'est pas le principal moteur de leur répartition le long du GLB. En revanche, leur dispersion depuis les hautes latitudes vers les basses latitudes semble être à l'origine de la mise en place de leur GLB. En effet, les données phylogénétiques et fossiles obtenues ici font parties des premières qui révèlent qu'un groupe est originaire des hautes latitudes, et présentait une fort taux de diversification avant de se disperser par la suite vers des latitudes plus basses. Ce phénomène étant en relation avec de possibles extinctions massives aux hautes latitudes.
Figure
Ordonnée : Paléo-latitude estimée à partir des fossiles.
Abscisse : Âge moyen des fossiles (Ma).
Paléo-latitudes de 4341 fossiles issus de 381 genres de Carnivores. Les origines des Carnivores aux hautes latitudes et paléo-latitudes tendent à diminuer avec le temps. La ligne continue représentent la médiane dans le temps, et les lignes en tirets représentent les quantiles de 90% et de 10%. Les quantiles et la médiane ont d'abord été calculés à partir des boîtes temporelles de 10 Myr et ont ensuite été lissés pour obtenir les courbes représentées ici.
Dispersal is a major driver of the latitudinal diversity gradient of Carnivora
Ordonnée : Paléo-latitude estimée à partir des fossiles.
Abscisse : Âge moyen des fossiles (Ma).
Paléo-latitudes de 4341 fossiles issus de 381 genres de Carnivores. Les origines des Carnivores aux hautes latitudes et paléo-latitudes tendent à diminuer avec le temps. La ligne continue représentent la médiane dans le temps, et les lignes en tirets représentent les quantiles de 90% et de 10%. Les quantiles et la médiane ont d'abord été calculés à partir des boîtes temporelles de 10 Myr et ont ensuite été lissés pour obtenir les courbes représentées ici.
Dispersal is a major driver of the latitudinal diversity gradient of Carnivora
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