Ecological communities characteristically contain a wide diversity of species with important functional, economic and aesthetic value. Ecologists have long questioned how this diversity is maintained. Classic theory shows that stable coexistence requires competitors to differ in their niches; this has motivated numerous investigations of ecological differences presumed to maintain diversity. That niche differences are key to coexistence, however, has recently been challenged by the neutral theory of biodiversity, which explains coexistence with the equivalence of competitors. The ensuing controversy has motivated calls for a better understanding of the collective importance of niche differences for the diversity observed in ecological communities. Here we integrate theory and experimentation to show that niche differences collectively stabilize the dynamics of experimental communities of serpentine annual plants. We used field-parameterized population models to develop a null expectation for community dynamics without the stabilizing effects of niche differences. The population growth rates predicted by this null model varied by several orders of magnitude between species, which is sufficient for rapid competitive exclusion. Moreover, after two generations of community change in the field, Shannon diversity was over 50 per cent greater in communities stabilized by niche differences relative to those exhibiting dynamics predicted by the null model. Finally, in an experiment manipulating species relative abundances, population growth rates increased when species became rare the demographic signature of niche differences. Our work thus provides strong evidence that species differences have a critical role in stabilizing species diversity.
Titre de l'article
L'importance des niches écologiques dans le maintien de la diversité spécifique
L'importance des niches écologiques dans le maintien de la diversité spécifique
Introduction à l'article
La présence de niches écologiques au sein d'une communauté induit des besoins et des gammes de tolérance potentiellement variables entre les espèces qui la composent (végétaux plus ou moins nécessiteux en lumières ou en nutriments par exemple). Elle présente un réel avantage pour les espèces d'un milieu car elle permet le partage des ressources et la coexistence. Ainsi, selon cette théorie, l'abondance d'une population et le taux de croissance de ses individus dépend du nombre d'individus dans la communauté. La théorie neutre s'oppose à la théorie des niches du fait qu'elle suppose que les espèces ont les mêmes gammes de tolérance. Elle postule alors que les deux paramètres précédemment énoncés dépendent de la valeur sélective et de la compétitivité dans la population.
Dans le but d'évaluer l'importance des niches, cet article teste l'évolution de la coexistence entre les différentes espèces d'une communauté de plantes annuelles sous les deux théories (avec des niches différentes ou non).
La présence de niches écologiques au sein d'une communauté induit des besoins et des gammes de tolérance potentiellement variables entre les espèces qui la composent (végétaux plus ou moins nécessiteux en lumières ou en nutriments par exemple). Elle présente un réel avantage pour les espèces d'un milieu car elle permet le partage des ressources et la coexistence. Ainsi, selon cette théorie, l'abondance d'une population et le taux de croissance de ses individus dépend du nombre d'individus dans la communauté. La théorie neutre s'oppose à la théorie des niches du fait qu'elle suppose que les espèces ont les mêmes gammes de tolérance. Elle postule alors que les deux paramètres précédemment énoncés dépendent de la valeur sélective et de la compétitivité dans la population.
Dans le but d'évaluer l'importance des niches, cet article teste l'évolution de la coexistence entre les différentes espèces d'une communauté de plantes annuelles sous les deux théories (avec des niches différentes ou non).
Expériences de l'article
Les deux théories ont pu être testées à travers le suivi de 20 échantillons d'une communauté de plantes annuelles de Californie. Leurs cycles de vie rapides ont permis aux auteurs de faire un suivi des populations d'une année sur l'autre.
Partant du principe que les plantes de cette communauté ont des niches écologiques différentes, les auteurs ont utilisé les observations de l'évolution de la composition spécifique des échantillons comme traduisant cette hypothèse. L'hypothèse de l'absence de niche a en revanche été traitée par le biais d'un modèle nul prédisant l'abondance d'une espèce par (1) une estimation de son taux de croissance et (2) le nombre de graines présent au début du cycle.
Les résultats observés ont ensuite été comparés à ceux prédits sous le modèle illustrant la théorie neutre.
Les deux théories ont pu être testées à travers le suivi de 20 échantillons d'une communauté de plantes annuelles de Californie. Leurs cycles de vie rapides ont permis aux auteurs de faire un suivi des populations d'une année sur l'autre.
Partant du principe que les plantes de cette communauté ont des niches écologiques différentes, les auteurs ont utilisé les observations de l'évolution de la composition spécifique des échantillons comme traduisant cette hypothèse. L'hypothèse de l'absence de niche a en revanche été traitée par le biais d'un modèle nul prédisant l'abondance d'une espèce par (1) une estimation de son taux de croissance et (2) le nombre de graines présent au début du cycle.
Les résultats observés ont ensuite été comparés à ceux prédits sous le modèle illustrant la théorie neutre.
Résultats de l'article
Les résultats du modèle nul (théorie neutre) prédisent que les espèces déjà abondantes se développent encore plus et que l’abondance des espèces rares diminue, au cours des générations, conduisant à une perte de biodiversité spécifique au sein de la communauté (disparition des espèces rares). A l'inverse, les observations indiquent le maintient des populations rares et mettent en évidence la variation du taux de croissance en fonction de l'abondance des espèces dans le milieu.
Ainsi, cette différence montre l'importance des niches écologiques dans le maintien d'une certaine diversité au sein des écosystèmes.
Les résultats du modèle nul (théorie neutre) prédisent que les espèces déjà abondantes se développent encore plus et que l’abondance des espèces rares diminue, au cours des générations, conduisant à une perte de biodiversité spécifique au sein de la communauté (disparition des espèces rares). A l'inverse, les observations indiquent le maintient des populations rares et mettent en évidence la variation du taux de croissance en fonction de l'abondance des espèces dans le milieu.
Ainsi, cette différence montre l'importance des niches écologiques dans le maintien d'une certaine diversité au sein des écosystèmes.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article est intéressant car il illustre le non-fonctionnement de la théorie neutre pour expliquer le maintien de la biodiversité dans un type de communauté terrestre. Bien qu'il ne traite pas de la colonisation d'un milieu, il utilise une méthodologie et un raisonnement qui semble applicable pour des êtres vivants ayant un temps de vie court au sein de différents milieux.
Cet article est intéressant car il illustre le non-fonctionnement de la théorie neutre pour expliquer le maintien de la biodiversité dans un type de communauté terrestre. Bien qu'il ne traite pas de la colonisation d'un milieu, il utilise une méthodologie et un raisonnement qui semble applicable pour des êtres vivants ayant un temps de vie court au sein de différents milieux.
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