Biotic and abiotic forces govern the evolution of trophic niches, which profoundly impact ecological and evolutionary
processes and aspects of species biology. Herbivory is a particularly interesting trophic niche because
there are theorized trade-offs associated with diets comprised of low quality food that might prevent the evolution
of herbivory in certain environments. Herbivory has also been identified as a potential evolutionary
“dead-end” that hinders subsequent trophic diversification. For this study we investigated trophic niche evolution
in Clupeoidei (anchovies, sardines, herrings, and their relatives) and tested the hypotheses that herbivory
is negatively correlated with salinity and latitude using a novel, time-calibrated molecular phylogeny, trophic
guilds delimited using diet data and cluster analysis, and standard and phylogenetically-informed statistical
methods. We identified eight clupeoid trophic guilds: molluscivore, terrestrial invertivore, phytoplanktivore,
macroalgivore, detritivore, piscivore, crustacivore, and zooplanktivore. Standard statistical methods found a
significant negative correlation between latitude and the proportion of herbivorous clupeoids (herbivorous
clupeoid species/total clupeoid species), but no significant difference in the proportion of herbivorous clupeoids
between freshwater and marine environments. Phylogenetic least squares regression did not identify significant
negative correlations between latitude and herbivory or salinity and herbivory. In clupeoids there were five
evolutionary transitions from non-herbivore to herbivore guilds and no transitions from herbivore to non-herbivore
guilds. There were no transitions to zooplanktivore, the most common guild, but it gave rise to all trophic
guilds, except algivore, at least once. Transitions to herbivory comprised a significantly greater proportion of
diet transitions in tropical and subtropical (< 35°) relative to temperate areas (> 35°). Our findings suggest cold
temperatures may constrain the evolution of herbivory and that herbivory might act as an evolutionary “deadend”
that hinders subsequent trophic diversification, while zooplanktivory acts as an evolutionary “cradle” that
facilitates trophic diversification.
Titre de l'article
L'analyse phylogénique des niches trophiques révèlent un gradient latitudinal d'herbivorie chez les Clupéidés (harang, anchoies etc).
L'analyse phylogénique des niches trophiques révèlent un gradient latitudinal d'herbivorie chez les Clupéidés (harang, anchoies etc).
Introduction à l'article
L’herbivorie est une niche trophique intéressante car elle requière de nombreux compromis associés au besoin de consommer de grande quantité de nourriture peu qualitative. Pour cela les herbivores passent du temps à la recherche de nourriture, ils réduisent leur activité et leur digestion. Mais le taux de « proies » rencontrées est élevé et leur capture requière peu d’énergie. L’environnement abiotique joue un rôle déterminant dans les patrons de répartition des herbivores, des températures froides limiteraient la présence d’herbivores aquatiques (réduit le taux de digestion et la qualité des ressources). Ce qui est en accord avec l’existence d’un gradient latitudinal d’herbivorie. L’herbivorie serait aussi un cul de sac évolutif car il y a peu de transition de régime alimentaire herbivore vers d’autre régime. Les auteurs de l’étude se sont penchés sur la famille des clupéidés (anchois, sardine, harang) qui comptent plus de 30 espèces herbivores.
L’herbivorie est une niche trophique intéressante car elle requière de nombreux compromis associés au besoin de consommer de grande quantité de nourriture peu qualitative. Pour cela les herbivores passent du temps à la recherche de nourriture, ils réduisent leur activité et leur digestion. Mais le taux de « proies » rencontrées est élevé et leur capture requière peu d’énergie. L’environnement abiotique joue un rôle déterminant dans les patrons de répartition des herbivores, des températures froides limiteraient la présence d’herbivores aquatiques (réduit le taux de digestion et la qualité des ressources). Ce qui est en accord avec l’existence d’un gradient latitudinal d’herbivorie. L’herbivorie serait aussi un cul de sac évolutif car il y a peu de transition de régime alimentaire herbivore vers d’autre régime. Les auteurs de l’étude se sont penchés sur la famille des clupéidés (anchois, sardine, harang) qui comptent plus de 30 espèces herbivores.
Expériences de l'article
Les auteurs ont étudié 191 clupéidés, comprenant toutes les lignées clupéidés majeures et 67 des 82 genres. Ils ont réalisé les analyses phylogénétiques des clupéidés en se basant sur 4 gènes nucléaires et 2 mitochondriaux. Ils ont utilisé le model Bayésian de critère d’information (BIC) pour les modèles de substitutions nucléaires. Concernant les analyses phylogénétiques bayésiennes ils ont utilisé le modèle BEAST et ont réalisé plus de 5 modèles indépendants. Des analyses de maximum de vraisemblance phylogénétiques ont également été faites. Les différentes espèces de clupéidés ont été réparties dans des groupes trophiques de régimes alimentaires selon les données récoltés dans le tube digestif d’individus sauvages ou de données existant dans des bases. Les auteurs ont ensuite fait des tests de régression linéaire sur la proportion d’herbivores clupéidés en fonction de la latitude et ils ont testé cette hypothèse avec leurs donnés phylogénétiques.
Les auteurs ont étudié 191 clupéidés, comprenant toutes les lignées clupéidés majeures et 67 des 82 genres. Ils ont réalisé les analyses phylogénétiques des clupéidés en se basant sur 4 gènes nucléaires et 2 mitochondriaux. Ils ont utilisé le model Bayésian de critère d’information (BIC) pour les modèles de substitutions nucléaires. Concernant les analyses phylogénétiques bayésiennes ils ont utilisé le modèle BEAST et ont réalisé plus de 5 modèles indépendants. Des analyses de maximum de vraisemblance phylogénétiques ont également été faites. Les différentes espèces de clupéidés ont été réparties dans des groupes trophiques de régimes alimentaires selon les données récoltés dans le tube digestif d’individus sauvages ou de données existant dans des bases. Les auteurs ont ensuite fait des tests de régression linéaire sur la proportion d’herbivores clupéidés en fonction de la latitude et ils ont testé cette hypothèse avec leurs donnés phylogénétiques.
Résultats de l'article
La régression linéaire statistique a trouvé une corrélation négative entre la latitude et la proportion d’herbivores clupéidés. Il y a plus d’herbivores clupéidés dans les eaux tropicales que dans les eaux tempérées, ce qui est en accord avec l’hypothèse de l’existence d’un gradient latitudinal d’herbivorie. Mais les auteurs n’ont pas trouvé de relation significative entre herbivorie et latitude avec les analyses phylogénétiques. L’herbivorie sous les tropiques a évolué 3 fois dans les milieux tropicaux d'eau douce, 3 fois dans les milieux marins subtropicaux et 2 fois dans les milieux marins tropicaux. La proportion de changement de régime alimentaire de non herbivore à herbivore est significativement plus importante sous les tropiques. Cela confirme l’hypothèse que les températures froides contraignent l’évolution de l’herbivorie. Les changements de régime alimentaire se font toujours vers l’herbivorie et non l’inverse suggérant que c’est une impasse évolutive.
La régression linéaire statistique a trouvé une corrélation négative entre la latitude et la proportion d’herbivores clupéidés. Il y a plus d’herbivores clupéidés dans les eaux tropicales que dans les eaux tempérées, ce qui est en accord avec l’hypothèse de l’existence d’un gradient latitudinal d’herbivorie. Mais les auteurs n’ont pas trouvé de relation significative entre herbivorie et latitude avec les analyses phylogénétiques. L’herbivorie sous les tropiques a évolué 3 fois dans les milieux tropicaux d'eau douce, 3 fois dans les milieux marins subtropicaux et 2 fois dans les milieux marins tropicaux. La proportion de changement de régime alimentaire de non herbivore à herbivore est significativement plus importante sous les tropiques. Cela confirme l’hypothèse que les températures froides contraignent l’évolution de l’herbivorie. Les changements de régime alimentaire se font toujours vers l’herbivorie et non l’inverse suggérant que c’est une impasse évolutive.
Ce que cet article apporte au débat
C'est article traite de l'herbivorie en milieu aquatique chez la famille des clupéidés. Un gradient latitudinal d'herbivorie a été retrouvé chez ces espèces aquatiques. Cela serait du aux températures chaudes des eaux tropicales, les températures froide limitant l'herbivorie. Cependant cette relation n'a pas été significative avec les données phylogénétiques.
C'est article traite de l'herbivorie en milieu aquatique chez la famille des clupéidés. Un gradient latitudinal d'herbivorie a été retrouvé chez ces espèces aquatiques. Cela serait du aux températures chaudes des eaux tropicales, les températures froide limitant l'herbivorie. Cependant cette relation n'a pas été significative avec les données phylogénétiques.
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