Functional and phylogenetic diversity are increasingly quantified in various fields of ecology and conservation biology. The need to maintain diversity turnover among sites, so-called beta-diversity, has also been raised in theoretical and applied ecology. In this study, we propose the first comprehensive framework for the large-scale mapping of taxonomic, phylogenetic and functional diversity and of their respective turnover. Using high-resolution data on the spatial distribution and abundance of birds at a country scale, we disentangled areas of mismatches and congruencies between biodiversity components. We further revealed unequal representation of each component in protected areas: functional diversity was significantly under-represented whereas taxonomic diversity was significantly over-represented in protected areas. Our results challenge the use of any one
diversity component as a surrogate for other components and stress the need to adopt an integrative approach to biodiversity conservation.
Titre de l'article
Disparité spatiale et congruence entre diversité taxonomique, phylogénétique et fonctionnelle : le besoin de stratégies de conservation intégratives dans un monde en mutation
Disparité spatiale et congruence entre diversité taxonomique, phylogénétique et fonctionnelle : le besoin de stratégies de conservation intégratives dans un monde en mutation
Introduction à l'article
La diversité taxonomique (DT) et l'élément le plus souvent considéré de la diversité ; pourtant elle reste silencieuse sur les différences fonctionnelles et phylogénétiques. La diversité phylogénétique (DP) permet d'expliquer le rôle des interactions entre espèces et l'histoire biogéographique de la structure et de la composition des communautés. La diversité fonctionnelle (DF), permet d'expliquer le fonctionnement des écosystèmes par le biais de la diversité morphologique, physiologique et écologique des traits au sein des communautés biologiques. Malgré une décomposition de ces dernières en diversité gamma (régionales), alpha (locales) et bêta (inter-sites) les causes et les conséquences des complémentarités entre ces composants ne sont toujours pas claires. En théorie, la maximisation de la protection de la DT permettrait de préserver plusieurs composantes de la biodiversité simultanément car cela engloberait le DF et la DP. Cependant, cela reste actuellement irréalisable.
La diversité taxonomique (DT) et l'élément le plus souvent considéré de la diversité ; pourtant elle reste silencieuse sur les différences fonctionnelles et phylogénétiques. La diversité phylogénétique (DP) permet d'expliquer le rôle des interactions entre espèces et l'histoire biogéographique de la structure et de la composition des communautés. La diversité fonctionnelle (DF), permet d'expliquer le fonctionnement des écosystèmes par le biais de la diversité morphologique, physiologique et écologique des traits au sein des communautés biologiques. Malgré une décomposition de ces dernières en diversité gamma (régionales), alpha (locales) et bêta (inter-sites) les causes et les conséquences des complémentarités entre ces composants ne sont toujours pas claires. En théorie, la maximisation de la protection de la DT permettrait de préserver plusieurs composantes de la biodiversité simultanément car cela engloberait le DF et la DP. Cependant, cela reste actuellement irréalisable.
Expériences de l'article
Divers habitats d'oiseaux nicheurs ont été étudiés, fournissant 1037 fenêtres qui étaient de même étendue spatiale et étaient composées de 10 parcelles. Pour décomposer chaque facette de la biodiversité, l'entropie quadratique RAO a été employé mais aussi une correction de l'indice de Simpson proposé par Jost (2007). Toutes les statistiques combinent la différence entre les distances fonctionnelles (ou phylogénétiques) entre espèces et la structure en abondance relative dans les assemblages d'espèces.
La diversité fonctionnelle a été obtenue avec la distances par paires entre 229 espèces pour 22 traits (qualitatifs ou quantitatifs). La diversité phylogénétique a été obtenue par la distance entre les espèces au sein de 2 arbres (ultramétrique et moléculaire). Enfin les mesures de diversité ont été calculées en utilisant des matrices employant la DF et la DP. Pour tester la congruence statistique entre les composants de la diversité, des modèles mixtes linéaires généralisés ont été réalisés.
Divers habitats d'oiseaux nicheurs ont été étudiés, fournissant 1037 fenêtres qui étaient de même étendue spatiale et étaient composées de 10 parcelles. Pour décomposer chaque facette de la biodiversité, l'entropie quadratique RAO a été employé mais aussi une correction de l'indice de Simpson proposé par Jost (2007). Toutes les statistiques combinent la différence entre les distances fonctionnelles (ou phylogénétiques) entre espèces et la structure en abondance relative dans les assemblages d'espèces.
La diversité fonctionnelle a été obtenue avec la distances par paires entre 229 espèces pour 22 traits (qualitatifs ou quantitatifs). La diversité phylogénétique a été obtenue par la distance entre les espèces au sein de 2 arbres (ultramétrique et moléculaire). Enfin les mesures de diversité ont été calculées en utilisant des matrices employant la DF et la DP. Pour tester la congruence statistique entre les composants de la diversité, des modèles mixtes linéaires généralisés ont été réalisés.
Résultats de l'article
La DT n'explique pas respectivement 94% et 65% de la variation de la DF et de la DP. De plus les cartographies de ces relations ont révélé d'importantes discordances spatiales et congruences entre les composantes de la biodiversité. Au niveau de la diversité bêta, une relation positive entre le turnover fonctionnel et phylogénétique et le turnover taxonomique a été constatée. La relation entre la diversité bêta fonctionnelle et phylogénétique était encore plus forte. Contrairement aux diversités gamma, les congruences spatiales et le petites discordances localisées entre les différentes facettes de la diversité bêta ont surtout été remarquées. Cependant, les zones de discordance et les congruences entre les facettes de la diversité ont été mises en lumière. La diversité gamma de DT, DP et DF n'est pas équitable dans les zones protégées. En effet pour tout niveau de diversité, la DT est généralement surprotégée, alors que DP et DF sont généralement sous-protégées.
La DT n'explique pas respectivement 94% et 65% de la variation de la DF et de la DP. De plus les cartographies de ces relations ont révélé d'importantes discordances spatiales et congruences entre les composantes de la biodiversité. Au niveau de la diversité bêta, une relation positive entre le turnover fonctionnel et phylogénétique et le turnover taxonomique a été constatée. La relation entre la diversité bêta fonctionnelle et phylogénétique était encore plus forte. Contrairement aux diversités gamma, les congruences spatiales et le petites discordances localisées entre les différentes facettes de la diversité bêta ont surtout été remarquées. Cependant, les zones de discordance et les congruences entre les facettes de la diversité ont été mises en lumière. La diversité gamma de DT, DP et DF n'est pas équitable dans les zones protégées. En effet pour tout niveau de diversité, la DT est généralement surprotégée, alors que DP et DF sont généralement sous-protégées.
Rigueur de l'article
Ecology letters est une publication scientifique mensuelle très renommée et les auteurs se sont tout d'abord basés sur des travaux très solides et ont mené une étude sans en cacher les limites potentielles. Aucun doute n'est émis sur la fiabilité de cet article.
Ecology letters est une publication scientifique mensuelle très renommée et les auteurs se sont tout d'abord basés sur des travaux très solides et ont mené une étude sans en cacher les limites potentielles. Aucun doute n'est émis sur la fiabilité de cet article.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article permet de mieux comprendre l'imbrication des différentes diversités et l'implication de ces dernières dans la controverse. Il permet aussi de mettre en lumière la difficulté des méthodes de conservation sur la base d'un seul type de diversité, ainsi que la divergence spatiale qu'il peut y avoir entre celles-ci. Cependant, une forte corrélation et une congruence spatiale entre la diversité bêta fonctionnelle et phylogénétique existe, une relation vraisemblablement entraînée par la tendance d'espèces pour conserver les caractéristiques écologiques ancestrales, soit un conservatisme de niche. Donc tester le conservatisme de niche de chaque trait fonctionnel pourrait indiquer quels traits contribuent pour la plupart aux différences entre diversité phylogénétique gamma ou bêta et diversité fonctionnelle. Cet article a permis également de démontrer que la priorité sur la diversité taxonomique n'était pas forcément la solution. Cependant la DF et la DP n'ont pas été départagées.
Cet article permet de mieux comprendre l'imbrication des différentes diversités et l'implication de ces dernières dans la controverse. Il permet aussi de mettre en lumière la difficulté des méthodes de conservation sur la base d'un seul type de diversité, ainsi que la divergence spatiale qu'il peut y avoir entre celles-ci. Cependant, une forte corrélation et une congruence spatiale entre la diversité bêta fonctionnelle et phylogénétique existe, une relation vraisemblablement entraînée par la tendance d'espèces pour conserver les caractéristiques écologiques ancestrales, soit un conservatisme de niche. Donc tester le conservatisme de niche de chaque trait fonctionnel pourrait indiquer quels traits contribuent pour la plupart aux différences entre diversité phylogénétique gamma ou bêta et diversité fonctionnelle. Cet article a permis également de démontrer que la priorité sur la diversité taxonomique n'était pas forcément la solution. Cependant la DF et la DP n'ont pas été départagées.
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