Conservatisme phylogénétique de l aire de répartition géographique des espèces : quelles sont les prédictions des modèles neutres?

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1 Conservatisme phylogénétique de l aire de répartition géographique des espèces : quelles sont les prédictions des modèles neutres? David MOUILLOT & Kevin J. Gaston UMR CNRS-UM Ecosystemes Lagunaires, Université Montpellier 2 Biodiversity and Macroecology Group, Department of Animal and Plant Sciences, University of Sheffield

2 Aire géographique d une espèce Surface colonisée par une espèce Distance maximale entre les points les plus éloignés

3 Aires géographiques et diversité spécifique à grande échelle Faible diversité Forte diversité Hernandez et al. 2005

4 Aires géographiques Caractéristique majeure d une espèce Abondance Rareté et risque d extinction Évolution en fonction du changement global Déterminisme biologique ou processus stochastique? Déterminants biologiques communs aux espèces largement dispersées ou aux espèces rares Neutralité : toutes les espèces présentent intrinsèquement les mêmes potentialités

5 Conservatisme de l aire de répartition géographique Héritabilité au niveau spécifique de l aire de répartition géographique Jablonski D. (1987) Heritability at the species level: analysis of geographic ranges of Cretaceous mollusks. Science. 238, Hypothèse fondatrice Des espèces phylogénétiquement proches qui présentent des traits biologiques similaires à la suite du conservatisme de niche (traits d'histoire de vie, reproduction, taille du corps etc. ) ont de fortes chances de présenter des aires de répartition géographique semblables car elles vont présenter les mêmes atouts/faiblesses face aux différents biotopes rencontrés

6 Si ce niveau de conservatisme était effectivement élevé. Suggèrerait que les traits biologiques des espèces sont les principaux déterminants de l extension géographique. au détriment des processus stochastiques Obligerait à contrôler les liens phylogénétiques entre les espèces dans les études comparatives sur les aires géographiques (e.g. Morin & Chuine 2006) Autoriserait l interpolation de l aire de répartition géographique d espèces mal connues à partir de leurs espèces proches (micro-organismes) Suggèrerait que des espèces phylogénétiquement proches présentent des mouvements géographiques parallèles face aux changements globaux

7 Les statistiques supportent la théorie de Jablonski Taille des espèces r=0,93 P<0,001 Taille de l aire de répartition r=0,27 P<0,01

8 La controverse Webb & Gaston 2003, 2005 Hunt et al. 2005

9 Beaucoup de contre exemples Scomber japonicus Scomber scombrus Distribution géographique de deux espèces de maquereaux

10 Lester et al. (2005) Beaucoup de contre exemples

11 Objectif du projet? Fort conservatisme des aires de répartitions Neutralité (Equivalence entre les espèces) Déterminisme lié aux niches écologiques Quel serait le niveau de conservatisme des aires géographiques dans le cas où il n'y aurait aucune différence phénotypique entre les espèces (mêmes attributs biologiques et écologiques)? Où se situent les patrons empiriques?

12 Mise en place de modèles neutres Évolution de individus répartis sur une grille spatiale de 2500 cellules (50 x 50) A chaque étape du modèle, chaque individu peut migrer, se reproduire, et mourir avec la même probabilité selon un processus stochastique A la fin de la simulation nous notons l'aire de répartition géographique de chacune des espèces présentes soit en terme d'aire d'occupation (le nombre de cellules où il y a au moins individu présent) soit en terme d'étendue (la distance entre les deux cellules les plus éloignées colonisées par l'espèce). Nous connaissons aussi la phylogénie de toutes les espèces crées et nous allons pouvoir évaluer le conservatisme de l'aire de répartition géographique

13 Méthode Premier cas N<K Second cas N>K Mort Naissance CC

14 Résultats 40 Données simulées Neutralité Données observées Descendant range size r=0,15 P<0,05 r=0,27 P<0, Ancestor range size Mouillot & Gaston In Press

15 Discussion La neutralité prédit un faible conservatisme de l aire de répartition au niveau spécifique Même avec aucune différence entre les traits biologiques on obtient un niveau significatif du conservatisme de l aire de répartition géographique Les données empiriques présentent un niveau de conservatisme proche du modèle neutre Faible conservatisme des aires de répartitions Fort conservatisme des aires de répartitions Neutralité (Equivalence entre les espèces) Déterminisme lié aux niches écologiques

16 Discussion Le niveau observé de conservatisme de l aire de répartition peut-être attribué en partie à des processus indépendants des traits biologiques des espèces (stochastiques) Certains traits biologiques, difficiles à identifier, sont principalement responsables des différences observées entre les espèces et présentent un faible niveau de conservatisme

17 Conservatisme phylogénétique de l aire de répartition géographique des espèces : quelles sont les prédictions des modèles neutres? David MOUILLOT & Kevin J. Gaston UMR CNRS-UM Ecosystemes Lagunaires, Université Montpellier 2 Biodiversity and Macroecology Group, Department of Animal and Plant Sciences, University of Sheffield

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