Aim
For most higher-order taxa, species diversity peaks sharply in the moist tropics and declines rapidly at higher latitudes. However, the mechanisms driving this latitudinal gradient are numerous, remain uncertain and are even undocumented in some important major clades such as the grasses. Grasses are a cosmopolitan, important plant family with more than 11,000 species world-wide. Our aims were: to investigate the latitudinal distributions of species richness for different grass lineages, and the grass family as a whole; and to test hypotheses proposed in general for the latitudinal diversity gradient or specifically as determinants of grass species richness patterns at the global scale.
Location : Global.
*Methods *
We used the most comprehensive global database of grass distributions currently available to calculate species richness for 340 political regions of the world. Using generalized additive models we used these data to model the latitudinal gradients of species richness for different grass lineages and for the grass family as a whole. We constructed multiple regression models to include climatic, productivity, topographic, habitat and geographic variables.
*Results *
An unusual, shallow latitudinal diversity gradient arises because different grass lineages exhibit contrasting latitudinal patterns. This reflects differential specialization of grass lineages to arid and cool environments, the legacy of historical effects, most notably the Gondwanan origin of the grasses, and a strong association between grasses and topographically heterogeneous, mountainous regions.
*Main conclusions *
The grasses are one of the relatively few higher-order lineages that exhibits an atypical latitudinal gradient; this has arisen because of climatic specialization of particular grass lineages to cold and arid environments. Key additional roles have been inferred for historical biogeography and topographical heterogeneity in determining global patterns of grass species richness. These mechanisms have generally been under-appreciated and are probably important for many other lineages.
Titre de l'article
Mécanismes conduisant à un gradient latitudinal de diversité inhabituel pour les graminées
Mécanismes conduisant à un gradient latitudinal de diversité inhabituel pour les graminées
Introduction à l'article
Malgré leur ancienneté et leur caractère cosmopolites, les mécanismes de la répartition des espèces de graminées sont inconnus. Les objectifs sont :
L'hypothèse qui en découle suppose, qu'en raison de l'ancienneté de ces lignées et de leurs fortes adaptations aux environnements arides et froids, la RS des graminées serait plus faible aux tropiques. Cependant, de nombreuses variables sont à prendre dans la mise en place d'un GLD, la surface des continents, les limitations géographiques à la dispersion, et les différents habitats. Il ne s'agit ici de tester la force relative des corrélations entre la RS des graminées et les variables environnementales et géographiques.
Malgré leur ancienneté et leur caractère cosmopolites, les mécanismes de la répartition des espèces de graminées sont inconnus. Les objectifs sont :
L'hypothèse qui en découle suppose, qu'en raison de l'ancienneté de ces lignées et de leurs fortes adaptations aux environnements arides et froids, la RS des graminées serait plus faible aux tropiques. Cependant, de nombreuses variables sont à prendre dans la mise en place d'un GLD, la surface des continents, les limitations géographiques à la dispersion, et les différents habitats. Il ne s'agit ici de tester la force relative des corrélations entre la RS des graminées et les variables environnementales et géographiques.
Expériences de l'article
Richesse spécifique, et données environnementales et géographiques
La base de données GrassBase est utilisé sur 11 086 espèces représentants 99,9% des graminées, pour établir le profil global de répartition de la RS des graminées.
Ces données sont ensuite modélisées afin d'obtenir une représentation possible des gradients latitudinaux de la RS pour les différentes lignées de graminées ainsi que pour les graminées dans leur ensemble.
Analyses statistiques
Des régression multiples avec des modèles additifs généralisés sont sélectionner pour tester les associations entre la RS et les mécanismes écologiques et historiques étant, hypothétiquement, à l'origine du GLD. Les modèles de régression multiples permettent d'inclure les variables climatiques, de productivité, topographiques, d'habitat et géographiques, qui jouent également un rôle dans la mise en place du GLD.
Richesse spécifique, et données environnementales et géographiques
La base de données GrassBase est utilisé sur 11 086 espèces représentants 99,9% des graminées, pour établir le profil global de répartition de la RS des graminées.
Ces données sont ensuite modélisées afin d'obtenir une représentation possible des gradients latitudinaux de la RS pour les différentes lignées de graminées ainsi que pour les graminées dans leur ensemble.
Analyses statistiques
Des régression multiples avec des modèles additifs généralisés sont sélectionner pour tester les associations entre la RS et les mécanismes écologiques et historiques étant, hypothétiquement, à l'origine du GLD. Les modèles de régression multiples permettent d'inclure les variables climatiques, de productivité, topographiques, d'habitat et géographiques, qui jouent également un rôle dans la mise en place du GLD.
Résultats de l'article
Les auteurs valident l'hypothèse selon laquelle les graminées présentent un GLD inhabituel. En effet, ces dernières ne présentent pas un pic de la RS plus important sous les tropiques mais plutôt aux latitudes moyennes, avant de diminuer au-delà de 50°N. Les groupes des Pooideae, des Danthonioideae et Ehrhartoideae ont une RS plus importantes dans les régions tempérées, tandis que les Panicoideae, Chloridoideae,Aristidoideae, Micrairoideae et les Arundinoideae ont tous une RS plus élevée à proximités des tropiques du Cancer et du Capricorne. Ainsi, ce GLD inhabituel est en parti du aux profils latitudinaux contrastés que présentent les graminées. Cela soulève l'importance de la spécialisation climatique des lignées de graminées (dans les milieux arides et froids) et de leur origine ancienne. Par ailleurs, les résultats ont révélés les rôles cruciaux que jouent la biogéographie historique et l'hétérogénéité topographique dans la détermination des modèles globaux de la RS des graminées.
Les auteurs valident l'hypothèse selon laquelle les graminées présentent un GLD inhabituel. En effet, ces dernières ne présentent pas un pic de la RS plus important sous les tropiques mais plutôt aux latitudes moyennes, avant de diminuer au-delà de 50°N. Les groupes des Pooideae, des Danthonioideae et Ehrhartoideae ont une RS plus importantes dans les régions tempérées, tandis que les Panicoideae, Chloridoideae,Aristidoideae, Micrairoideae et les Arundinoideae ont tous une RS plus élevée à proximités des tropiques du Cancer et du Capricorne. Ainsi, ce GLD inhabituel est en parti du aux profils latitudinaux contrastés que présentent les graminées. Cela soulève l'importance de la spécialisation climatique des lignées de graminées (dans les milieux arides et froids) et de leur origine ancienne. Par ailleurs, les résultats ont révélés les rôles cruciaux que jouent la biogéographie historique et l'hétérogénéité topographique dans la détermination des modèles globaux de la RS des graminées.
Rigueur de l'article
Les bases de donnée,s dont sont issues les données nécessaires à la réalisation de cet article, sont récentes, complètes et appropriées à cette étude. La réalisation des modèles est faite de manière tout à fait correcte. Or on sait que les modèles ne donnent que des résultats probables, et peuvent parfois être éloignés de la réalité si on ne prend pas en compte suffisamment de variables, ou si ces dernières sont encore mal prises en compte par les modèles. Cependant, les auteurs s'attachent ici à prendre de nombreuses variables en compte et établissent de nombreuses corrélations, rendant ainsi leurs résultats tout à fait exploitables et probablement au plus proche de la réalité. Enfin, bien que la résolution des données reste "grossière" comme le disent eux mêmes les auteurs, les corrélations entre les différentes variables restent statistiquement significatives et donc valables et discutables.
Les bases de donnée,s dont sont issues les données nécessaires à la réalisation de cet article, sont récentes, complètes et appropriées à cette étude. La réalisation des modèles est faite de manière tout à fait correcte. Or on sait que les modèles ne donnent que des résultats probables, et peuvent parfois être éloignés de la réalité si on ne prend pas en compte suffisamment de variables, ou si ces dernières sont encore mal prises en compte par les modèles. Cependant, les auteurs s'attachent ici à prendre de nombreuses variables en compte et établissent de nombreuses corrélations, rendant ainsi leurs résultats tout à fait exploitables et probablement au plus proche de la réalité. Enfin, bien que la résolution des données reste "grossière" comme le disent eux mêmes les auteurs, les corrélations entre les différentes variables restent statistiquement significatives et donc valables et discutables.
Ce que cet article apporte au débat
Cette étude révèle l'importance de la température et des précipitations dans la répartition de la richesse spécifique des graminées. Elle montre également que la biogéographie historique et l'hétérogénéité topographiques entre en jeu dans le mise en place de ce GLD inhabituel chez les graminées, signifiant alors que les régions montagneuses abritent une proportion considérable d'espèces de graminées.
Cette étude révèle l'importance de la température et des précipitations dans la répartition de la richesse spécifique des graminées. Elle montre également que la biogéographie historique et l'hétérogénéité topographiques entre en jeu dans le mise en place de ce GLD inhabituel chez les graminées, signifiant alors que les régions montagneuses abritent une proportion considérable d'espèces de graminées.
Figure
Mechanisms driving an unusual latitudinal diversity gradient for grasses
Colonne de gauche : répartition latitudinale de la richesse.
Colonne de droite : répartition globale de la richesse.
L'axe des ordonnées de la colonne de gauche représentent la diversité spécifique.
De haut en bas on a les représentation graphiques pour chaque espèces, respectivement :
Mechanisms driving an unusual latitudinal diversity gradient for grasses
Colonne de gauche : répartition latitudinale de la richesse.
Colonne de droite : répartition globale de la richesse.
L'axe des ordonnées de la colonne de gauche représentent la diversité spécifique.
De haut en bas on a les représentation graphiques pour chaque espèces, respectivement :
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