Although a number of investigations have concluded that lower latitudes are associated with increases in herbivore abundance and plant damage, the generality of this pattern is still under debate. Multiple factors may explain the lack of consistency in latitude–herbivory relationships. For instance, latitudinal variation in herbivore pressure may be shaped entirely or not by climatic variables, or vary among herbivore guilds with differing life‐history traits. Additionally, the strength of top–down effects from natural enemies on herbivores might also vary geographically and influence latitude–herbivory patterns. We carried out a field study where we investigated the effects of latitude and climate on herbivory by a seed‐eating caterpillar and leaf chewers, as well as parasitism associated to the former across 30 populations of the perennial herb Ruellia nudiflora (Acanthaceae). These populations were distributed along a 5° latitudinal gradient from northern Yucatan (Mexico) to southern Belize, representing one‐third of the species' latitudinal distribution and the entirety and one‐third of the precipitation and temperature gradient of this species' distribution (respectively). We found opposing latitudinal gradients of seed herbivory and leaf herbivory, and this difference appeared to be mediated by contrasting effects of climate on each guild. Specifically, univariate regressions showed that seed herbivory increased at higher latitudes and with colder temperatures, while leaf herbivory increased toward the equator and with wetter conditions. Multiple regressions including temperature, precipitation and latitude only found significant effects of temperature for seed herbivory and latitude for leaf herbivory. Accordingly, that latitudinal variation in seed herbivory appears to be driven predominantly by variation in temperature whereas latitudinal variation in leaf herbivory was apparently driven by other unexplored correlates of latitude. Parasitism did not exhibit variation with latitude or climatic factors. Overall, these findings underscore that the factors driving latitudinal clines in herbivory might vary even among herbivore species coexisting on the same host plant.
Titre de l'article
Variation latitudinale de l'herbivorie : influences des facteurs climatiques, de l'identité des herbivores et des ennemis naturels.
Variation latitudinale de l'herbivorie : influences des facteurs climatiques, de l'identité des herbivores et des ennemis naturels.
Introduction à l'article
Plusieurs études n'ont pas trouvé de lien entre les dommages causés par les herbivores (ou les défenses anti-herbivores) et la latitude (Moles et Westoby 2003). Une méta-analyse de Moles et al (2011) a révélée que seulement 37 % des études publiées montraient une herbivorie plus élevée aux latitudes inférieures, et l'ampleur moyenne des effets n'était pas significativement différente de zéro. La force de la pression herbivore ou des défenses anti-herbivore peut dépendre des: facteurs abiotiques, du mode d'alimentation, de la spécialisation des tissus, du cycle biologique des herbivores. L'abondance et la diversité des prédateurs et des parasitoïdes seraient plus grandes aux latitudes plus basses, ce qui entraînerait une plus forte suppression des herbivores (Björkman et al. 2011). Malheureusement, notre compréhension des prédateurs et des parasitoïdes demeure limitée. Le but de cet article était d'examiner les effets de la latitude sur deux guildes d'insectes herbivores et de leurs prédateurs.
Plusieurs études n'ont pas trouvé de lien entre les dommages causés par les herbivores (ou les défenses anti-herbivores) et la latitude (Moles et Westoby 2003). Une méta-analyse de Moles et al (2011) a révélée que seulement 37 % des études publiées montraient une herbivorie plus élevée aux latitudes inférieures, et l'ampleur moyenne des effets n'était pas significativement différente de zéro. La force de la pression herbivore ou des défenses anti-herbivore peut dépendre des: facteurs abiotiques, du mode d'alimentation, de la spécialisation des tissus, du cycle biologique des herbivores. L'abondance et la diversité des prédateurs et des parasitoïdes seraient plus grandes aux latitudes plus basses, ce qui entraînerait une plus forte suppression des herbivores (Björkman et al. 2011). Malheureusement, notre compréhension des prédateurs et des parasitoïdes demeure limitée. Le but de cet article était d'examiner les effets de la latitude sur deux guildes d'insectes herbivores et de leurs prédateurs.
Expériences de l'article
Ruellia nudiflora est une herbe vivace distribuée du sud des États-Unis au Honduras. L'échantillonnage a été effectué sur un total de 30 populations, réparties du nord du Yucatan au sud du Belize s'étendant sur environ cinq degrés de latitude. Du nord au sud, les précipitations quadruplent (700 à 2900 mm par an), la température moyenne annuelle diminue de 2°C (de 26 à 24°C). Au total, 10 plantes ont été échantillonnées au hasard au sein de chaque population, pour chaque individu, nous avons estimé visuellement les dommages foliaires causés par les insectes. Une échelle de 0 (non endommagé) à 4 (plus de 75% de la surface foliaire consommée) a été utilisée pour quantifier l'herbivorie. Les fruits ont été disséqués afin d'enregistrer la présence d'herbivores et de parasitoïdes. Pour déterminer si la latitude et le climat étaient liés à la proportion de: fruits attaqués, et de feuilles endommagées, à l'intensité du parasitisme associé, des régressions linéaires ont été effectuées.
Ruellia nudiflora est une herbe vivace distribuée du sud des États-Unis au Honduras. L'échantillonnage a été effectué sur un total de 30 populations, réparties du nord du Yucatan au sud du Belize s'étendant sur environ cinq degrés de latitude. Du nord au sud, les précipitations quadruplent (700 à 2900 mm par an), la température moyenne annuelle diminue de 2°C (de 26 à 24°C). Au total, 10 plantes ont été échantillonnées au hasard au sein de chaque population, pour chaque individu, nous avons estimé visuellement les dommages foliaires causés par les insectes. Une échelle de 0 (non endommagé) à 4 (plus de 75% de la surface foliaire consommée) a été utilisée pour quantifier l'herbivorie. Les fruits ont été disséqués afin d'enregistrer la présence d'herbivores et de parasitoïdes. Pour déterminer si la latitude et le climat étaient liés à la proportion de: fruits attaqués, et de feuilles endommagées, à l'intensité du parasitisme associé, des régressions linéaires ont été effectuées.
Résultats de l'article
La latitude est négativement corrélée aux précipitations (R²=0.61, p < 0.001) contrairement aux températures (R²= 0.04, p <0.319). La prédation des semences était 2,7 fois plus élevée dans la population la plus septentrionale que dans la population la plus méridionale. La température était corrélée à la pression d'herbivorie sur les graines (R²=0,16, p=0,040). Les régions plus froides ont montré une proportion plus élevée de fruits attaqués pour ses graines.
Dans l'ensemble, les dégâts foliaires étaient 1,8 fois plus élevés dans la population la plus méridionale que dans la population la plus septentrionale.
Les populations des latitudes plus basses et des régions plus humides ont montré des scores plus élevés de dégâts foliaires. Une régression multiple a montré que la latitude était le seul prédicteur significatif de l'herbivorie foliaire.
Ni la latitude ni aucune des variables climatiques n'expliquaient l'intensité du parasitisme des graines.
La latitude est négativement corrélée aux précipitations (R²=0.61, p < 0.001) contrairement aux températures (R²= 0.04, p <0.319). La prédation des semences était 2,7 fois plus élevée dans la population la plus septentrionale que dans la population la plus méridionale. La température était corrélée à la pression d'herbivorie sur les graines (R²=0,16, p=0,040). Les régions plus froides ont montré une proportion plus élevée de fruits attaqués pour ses graines.
Dans l'ensemble, les dégâts foliaires étaient 1,8 fois plus élevés dans la population la plus méridionale que dans la population la plus septentrionale.
Les populations des latitudes plus basses et des régions plus humides ont montré des scores plus élevés de dégâts foliaires. Une régression multiple a montré que la latitude était le seul prédicteur significatif de l'herbivorie foliaire.
Ni la latitude ni aucune des variables climatiques n'expliquaient l'intensité du parasitisme des graines.
Ce que cet article apporte au débat
Cette étude montre des motifs latitudinaux contrastés pour l'herbivorie des graines et foliaires.
La variation géographique peut être déterminée par des variables climatiques. Les espèces herbivores peuvent réagir différemment aux différents facteurs climatiques.
La pression de l'herbivorie foliaire semble corrélée négativement à la latitude. Cependant, il est possible que des co-facteurs de la latitude n'aient pas été pris en compte.
Des facteurs biogéographiques peuvent également expliquer les gradients latitudinaux contrastés des herbivores de semences et foliaires.
De plus, Il est possible que les patterns de dommages foliaires résultent de paramètres non mesurés (Richesse spécifique, composition de guilde...)
Le gradient latitudinal dépend donc des herbivores considérés.
Ces travaux ont montré que le climat et la latitude n'ont pas d'effets sur l'intensité du parasitisme, ce qui suggère que les ennemis naturels n'ont pas un rôle prédominant.
Cette étude montre des motifs latitudinaux contrastés pour l'herbivorie des graines et foliaires.
La variation géographique peut être déterminée par des variables climatiques. Les espèces herbivores peuvent réagir différemment aux différents facteurs climatiques.
La pression de l'herbivorie foliaire semble corrélée négativement à la latitude. Cependant, il est possible que des co-facteurs de la latitude n'aient pas été pris en compte.
Des facteurs biogéographiques peuvent également expliquer les gradients latitudinaux contrastés des herbivores de semences et foliaires.
De plus, Il est possible que les patterns de dommages foliaires résultent de paramètres non mesurés (Richesse spécifique, composition de guilde...)
Le gradient latitudinal dépend donc des herbivores considérés.
Ces travaux ont montré que le climat et la latitude n'ont pas d'effets sur l'intensité du parasitisme, ce qui suggère que les ennemis naturels n'ont pas un rôle prédominant.
Remarques sur l'article
L'augmentation l'herbivorie des graines et la diminution de la température pourrait refléter une signature d'adaptation de l'herbivore à la nouvelle aire de répartition. Un tel scénario ouvre la voie à des résultats évolutifs spatialement divergents à partir de ces interactions tri-trophiques Rudgers et Strauss 2004).
Des études paléobiologiques récentes ont suggéré que les gradients latitudinaux d'herbivorie ne se produisent que lorsqu'il existe un fort gradient climatique. Il se peut qu'il soit aujourd'hui trop faible.
Les parasitoïdes arrêtent ou réduisent la consommation des prédateurs des semences, ce qui a un effet positif indirect sur la santé des plantes par ce que l'on appelle " l'effet de sauvetage des semences "
Des travaux antérieurs ont montré que l'attaque parasitoïde est indépendante de la densité (c'est-à-dire que la proportion de chenilles parasitées n'est pas liée au nombre de fruits attaqués par l'herbivore
L'augmentation l'herbivorie des graines et la diminution de la température pourrait refléter une signature d'adaptation de l'herbivore à la nouvelle aire de répartition. Un tel scénario ouvre la voie à des résultats évolutifs spatialement divergents à partir de ces interactions tri-trophiques Rudgers et Strauss 2004).
Des études paléobiologiques récentes ont suggéré que les gradients latitudinaux d'herbivorie ne se produisent que lorsqu'il existe un fort gradient climatique. Il se peut qu'il soit aujourd'hui trop faible.
Les parasitoïdes arrêtent ou réduisent la consommation des prédateurs des semences, ce qui a un effet positif indirect sur la santé des plantes par ce que l'on appelle " l'effet de sauvetage des semences "
Des travaux antérieurs ont montré que l'attaque parasitoïde est indépendante de la densité (c'est-à-dire que la proportion de chenilles parasitées n'est pas liée au nombre de fruits attaqués par l'herbivore
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