Most hypotheses explaining the general gradient of higher diversity toward the equator are implicit or explicit about greater species packing in the tropics. However, global patterns of diversity within guilds, including trophic guilds (i.e., groups of organisms that use similar food resources), are poorly known. We explored global diversity patterns of a key trophic guild in stream ecosystems, the detritivore shredders. This was motivated by the fundamental ecological role of shredders as decomposers of leaf litter and by some records pointing to low shredder diversity and abundance in the tropics, which contrasts with diversity patterns of most major taxa for which broad-scale latitudinal patterns haven been examined. Given this evidence, we hypothesized that shredders are more abundant and diverse in temperate than in tropical streams, and that this pattern is related to the higher temperatures and lower availability of high-quality leaf litter in the tropics. Our comprehensive global survey (129 stream sites from 14 regions on six continents) corroborated the expected latitudinal pattern and showed that shredder distribution (abundance, diversity and assemblage composition) was explained by a combination of factors, including water temperature (some taxa were restricted to cool waters) and biogeography (some taxa were more diverse in particular biogeographic realms). In contrast to our hypothesis, shredder diversity was unrelated to leaf toughness, but it was inversely related to litter diversity. Our findings markedly contrast with global trends of diversity for most taxa, and with the general rule of higher consumer diversity at higher levels of resource diversity. Moreover, they highlight the emerging role of temperature in understanding global patterns of diversity, which is of great relevance in the face of projected global warming.
Titre de l'article
La distribution globale d'une guilde trophique majeure diffère du modèle de gradient latitudinal de diversité.
La distribution globale d'une guilde trophique majeure diffère du modèle de gradient latitudinal de diversité.
Introduction à l'article
Il est largement accepté que la diversité spécifique pour un grand nombre de taxons est plus importante dans les régions tropicales. Ce Gradient Latitudinal de Diversité (GLD) a été décrit pour des groupes taxonomiques mais jamais pour des guildes trophiques. Une guilde trophique correspond à un groupe d'organismes qui partagent les mêmes ressources nutritives. L'intérêt de choisir cette approche est de mieux comprendre les mécanismes qui créer de la diversité en la reliant à la disponibilité des ressources dans un écosystème. Les auteurs de cette étude ont choisi de travaillé sur des organismes détritivores et particulièrement les invertébrés "déchiqueteurs" qui jouent un rôle important dans la décomposition des litières au fond des cours d'eau Des études antérieures ont montré que la diversité au sein de ce groupe d'organismes suivait un schéma inverse au GLD, lié au fait que les micro-organismes sont les principaux agents décomposeurs de la litière dans les régions tropicales.
Il est largement accepté que la diversité spécifique pour un grand nombre de taxons est plus importante dans les régions tropicales. Ce Gradient Latitudinal de Diversité (GLD) a été décrit pour des groupes taxonomiques mais jamais pour des guildes trophiques. Une guilde trophique correspond à un groupe d'organismes qui partagent les mêmes ressources nutritives. L'intérêt de choisir cette approche est de mieux comprendre les mécanismes qui créer de la diversité en la reliant à la disponibilité des ressources dans un écosystème. Les auteurs de cette étude ont choisi de travaillé sur des organismes détritivores et particulièrement les invertébrés "déchiqueteurs" qui jouent un rôle important dans la décomposition des litières au fond des cours d'eau Des études antérieures ont montré que la diversité au sein de ce groupe d'organismes suivait un schéma inverse au GLD, lié au fait que les micro-organismes sont les principaux agents décomposeurs de la litière dans les régions tropicales.
Expériences de l'article
Les deux hypothèses principales de cette étude sont que la température des cours d'eau et la nature des feuilles composant la litière étaient des facteurs influant la diversité des "déchiqueteurs" et expliquant une plus faible diversité dans les régions tropicales. Pour répondre à ces questions, les auteurs ont travaillé sur des échantillons prélevés entre 2006 et 2007 dans 129 cours d'eau de 14 régions différentes (cf. Table1). Ils ont récupéré 10 feuilles de la litière pour mesurer la dureté des tissus végétaux et relevé la température de l'eau et de l'air pour chaque site. A partir de ces échantillons, ils ont isolé les différents invertébrés (déchiqueteurs ou non) retrouvé dans la litière et les ont classés en fonction des différents morphotypes. Pour chaque site, la densité, l'abondance relative et la richesse spécifique des "déchiqueteurs" a été mesurée dans le but de trouver une corrélation avec les différents facteurs mesurés.
Les deux hypothèses principales de cette étude sont que la température des cours d'eau et la nature des feuilles composant la litière étaient des facteurs influant la diversité des "déchiqueteurs" et expliquant une plus faible diversité dans les régions tropicales. Pour répondre à ces questions, les auteurs ont travaillé sur des échantillons prélevés entre 2006 et 2007 dans 129 cours d'eau de 14 régions différentes (cf. Table1). Ils ont récupéré 10 feuilles de la litière pour mesurer la dureté des tissus végétaux et relevé la température de l'eau et de l'air pour chaque site. A partir de ces échantillons, ils ont isolé les différents invertébrés (déchiqueteurs ou non) retrouvé dans la litière et les ont classés en fonction des différents morphotypes. Pour chaque site, la densité, l'abondance relative et la richesse spécifique des "déchiqueteurs" a été mesurée dans le but de trouver une corrélation avec les différents facteurs mesurés.
Résultats de l'article
Cette étude a permis de montrer que la densité de déchiqueteurs était significativement plus importante dans les régions tempérées par rapport aux régions tropicales (Fig. 1A,B). Pour les zones tempérées, 39% des invertébrés collectés étaient des déchiqueteurs alors que pour les régions tropicales ce pourcentage atteint les 15%. L'abondance relative est plus élevée dans les régions tempérées que dans les régions tropicales (Fig. 1C,D). Les auteurs ont pu identifier 40 familles de déchiqueteurs différentes, la richesse spécifique pour chaque région est plus élevée dans les zones tempérées par rapport aux zones tropicales (Fig1E,F). Dans la deuxième partie de l'article, les auteurs ont confirmés les différences de températures entres les deux zones climatiques et ils ont montré qu'il n'y avait pas de différence significative entre les deux régions concernant la dureté des feuilles de la litière mais qu'il y avait une différence en terme de richesse spécifique des feuilles collectées (Fig. 3).
Cette étude a permis de montrer que la densité de déchiqueteurs était significativement plus importante dans les régions tempérées par rapport aux régions tropicales (Fig. 1A,B). Pour les zones tempérées, 39% des invertébrés collectés étaient des déchiqueteurs alors que pour les régions tropicales ce pourcentage atteint les 15%. L'abondance relative est plus élevée dans les régions tempérées que dans les régions tropicales (Fig. 1C,D). Les auteurs ont pu identifier 40 familles de déchiqueteurs différentes, la richesse spécifique pour chaque région est plus élevée dans les zones tempérées par rapport aux zones tropicales (Fig1E,F). Dans la deuxième partie de l'article, les auteurs ont confirmés les différences de températures entres les deux zones climatiques et ils ont montré qu'il n'y avait pas de différence significative entre les deux régions concernant la dureté des feuilles de la litière mais qu'il y avait une différence en terme de richesse spécifique des feuilles collectées (Fig. 3).
Rigueur de l'article
L'étude porte sur un échantillon de 76 892 invertébrés ainsi que 1295 feuilles provenant de la litière de nombreux cours d'eau. Le nombre élevé d'échantillon et la qualité de l’échantillonnage font de cette étude, une étude rigoureuse dont les résultats peuvent être interprétés.
De plus, l'échantillonnage a été effectué dans des lieux faiblement impactés par l'Homme ce qui permet d'exclure un biais lié aux activités anthropiques.
L'étude porte sur un échantillon de 76 892 invertébrés ainsi que 1295 feuilles provenant de la litière de nombreux cours d'eau. Le nombre élevé d'échantillon et la qualité de l’échantillonnage font de cette étude, une étude rigoureuse dont les résultats peuvent être interprétés.
De plus, l'échantillonnage a été effectué dans des lieux faiblement impactés par l'Homme ce qui permet d'exclure un biais lié aux activités anthropiques.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article montre que le GLD n'est pas applicable à toutes les espèces. En effet, cette étude montre que la répartition des invertébrés "déchiqueteurs" suit un schéma d'organisation inverse au GLD avec une diversité plus importante dans les régions tempérées que dans les régions tropicales. De plus, cette étude diffère car elle se base sur une communauté trophique et non pas sur des groupes taxonomiques ce qui apporte un regard différent sur la notion de répartition des espèces dans les écosystèmes.
Cet article montre que le GLD n'est pas applicable à toutes les espèces. En effet, cette étude montre que la répartition des invertébrés "déchiqueteurs" suit un schéma d'organisation inverse au GLD avec une diversité plus importante dans les régions tempérées que dans les régions tropicales. De plus, cette étude diffère car elle se base sur une communauté trophique et non pas sur des groupes taxonomiques ce qui apporte un regard différent sur la notion de répartition des espèces dans les écosystèmes.
Figure
Mesure de la densité (A,B), de l'abondance relative (C,D) et de la richesse spécifique (E,F) pour les différents sites d'échantillonnages.
(A,C,E = Régions tempérées et B,D,F = Régions tropicales)
Mesure de la densité (A,B), de l'abondance relative (C,D) et de la richesse spécifique (E,F) pour les différents sites d'échantillonnages.
(A,C,E = Régions tempérées et B,D,F = Régions tropicales)
Dernière modification il y a plus de 9 ans.