Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
Geographical distribution of parasite species can provide insights into the evolution and diversity of parasiticcommunities. Biogeography of marine parasites is poorly known, especially because it requires anunderstanding of host-parasite interactions, information that is rare, especially over large spatial scales.Here, we have studied the biogeographical patterns of dactylogyrid parasites of chaetodontids, one of themost well-studied fish families, in the tropical Indo-west Pacific region. Dactylogyrid parasites were collectedfrom gills of 34 butterflyfish species (n = 560) at nine localities within an approximate area of62 million km2. Thirteen dactylogyrid species were identified, with richness ranging from 6 to 12 speciesat individual localities. Most dactylogyrid communities were dominated by Haliotrema angelopterum orHaliotrema aurigae, for which relative abundance was negatively correlated (q = !0.59). Parasite richnessand diversity were highest in French Polynesia and the Great Barrier Reef (Australia) and lowest in Palau.Three biogeographic regions were identified based on dactylogyrid dissimilarities: French Polynesia,characterised by the dominance of H. angelopterum, the western Pacific region dominated by H. aurigae,and Ningaloo Reef (Australia), dominated by Euryhaliotrema berenguelae. Structure of host assemblageswas the main factor explaining the dissimilarity (turnover and nestedness components of the Bray-Curtis dissimilarity and overall Bray-Curtis dissimilarity) of parasite communities between localities,while environment was only significant in the turnover of parasite communities and overall dissimilarity.Spatial structure of localities explained only 10% of the turnover of parasite communities. The interactionof the three factors (host assemblages, environment and spatial structure), however, explained the highestamounts of variance of the dactylogyrid communities, indicating a strong colinearity between the factors.Our findings show that spatial arrangement of chaetodontid dactylogyrids in the tropical Indo-westPacific is primarily characterised by the turnover of the main Haliotrema spp., which is mainly explainedby the structure of host assemblages.
ISSN: 0020-7519

hal-01562156
https://hal-univ-perp.archives-ouvertes.fr/hal-01562156
DOI : 10.1016/j.ijpara.2017.01.006

Éditeur(s) : HAL CCSD Inter-Research
Résumé : International audience
Ecological connectivity is important for effective marine planning and biodiversity conservation. Our aim was to identify factors important in influencing variation in benthic community structure on shallow rocky reefs in 2 regions of the Mediterranean Sea with contrasting oceanographic regimes. We assessed beta (β) diversity at 146 sites in the littoral and shallow sub-littoral from the Adriatic/Ionian Seas (eastern region) and Ligurian/Tyrrhenian Seas (western region) using a null modelling approach to account for variation in species richness. The distance decay relationship between species turnover within each region and geographic distance by sea was determined using generalised linear models. Mantel tests were used to examine correlations between β diversity and connectivity by ocean currents, estimated from Lagrangian dispersal simulations. Variation in β diversity between sites was partitioned according to environmental and spatial components using a distance-based redundancy approach. Species turnover along a gradient of geographic distance was greater by a factor of 3 to 5 in the western region than the eastern region, suggesting lower con-nectivity between sites. β diversity was correlated with connectivity by ocean currents at both depths in the eastern region but not in the western region. The influence of spatial and environmental predictors of β diversity varied considerably between regions, but was similar between depths. Our results highlight the interaction of oceanographic, spatial and environmental processes influencing benthic marine β diversity. Persistent currents in the eastern region may be responsible for lower observed β diversity compared to the western region, where patterns of water circulation are more variable.
Marine Ecology Progress Series

Droits : http://creativecommons.org/licenses/by/
hal-01357935
https://hal-univ-perp.archives-ouvertes.fr/hal-01357935
https://hal-univ-perp.archives-ouvertes.fr/hal-01357935/document
https://hal-univ-perp.archives-ouvertes.fr/hal-01357935/file/m553p001.pdf
DOI : 10.3354/meps11783

Éditeur(s) : HAL CCSD Wiley
Résumé : Unveiling the genetic basis of local adaptation to environmental variation is a major goal in molecular ecology. In rugged landscapes characterized by environmental mosaics, living populations and communities can experience steep ecological gradients over very short geographical distances. In lowland tropical forests, interspecific divergence in edaphic specialization (for seasonally flooded bottomlands and seasonally dry terra firme soils) has been proven by ecological studies on adaptive traits. Some species are nevertheless capable of covering the entire span of the gradient; intraspecific variation for adaptation to contrasting conditions may explain the distribution of such ecological generalists. We investigated whether local divergence happens at small spatial scales in two stands of Eperua falcata (Fabaceae), a widespread tree species of the Guiana Shield. We investigated Single Nucleotide Polymorphisms (SNP) and sequence divergence as well as spatial genetic structure (SGS) at four genes putatively involved in stress response and three genes with unknown function. Significant genetic differentiation was observed among sub-populations within stands, and eight SNP loci showed patterns compatible with disruptive selection. SGS analysis showed genetic turnover along the gradients at three loci, and at least one haplotype was found to be in repulsion with one habitat. Taken together, these results suggest genetic differentiation at small spatial scale in spite of gene flow. We hypothesize that heterogeneous environments may cause molecular divergence, possibly associated to local adaptation in E. falcata.
ISSN: 1010-061X

hal-01032412
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032412
DOI : 10.1111/jeb.12069

Résumé : Les mécanismes à l’origine du maintien de la forte diversité locale des arbres des forêts tropicales humides constituent encore une énigme pour les scientifiques. Cette thèse a pour but d’étudier et de comprendre certains facteurs biotiques et abiotiques qui influencent l’assemblage des communautés des forêts tropicales humides d’Amazonie. A l’aide d’une approche empirique conduite dans les forêts tropicales de Guyane française et du Loreto au Pérou, de nombreuses expériences de terrain ont été mises en place dans le but d’apporter des éléments de réponse sur les mécanismes impliqués dans le maintien de la diversité des communautés d’arbres et d’insectes des forêts amazoniennes. Dans un premier temps, cette thèse permet de souligner l’importance des pressions biotiques exercées sur les communautés d’arbres. En effet, les communautés d’insectes peuvent influencer la composition des communautés d’arbres le long d’un gradient environnemental conduisant à des compromis entre la défense et la croissance. Ces compromis ou tradeoff permettent de maintenir la coexistence des espèces de forêts tropicales humides en favorisant la spécialisation des arbres à leur habitat (Chapitre 1, Annexe 3). Cependant, de nombreux facteurs peuvent engendrer des variations dans les compromis d’allocation exhibés par les plantes, ce qui peut compliquer la validité de ces résultats. Dans ce sens, nous avons souligné l’influence du rôle de la cascade trophique et l’existence chez certaines espèces d’arbres de stratégies d’évitement des insectes (Chapitre 2). Dans un second temps, nous avons montré que les filtres environnementaux et les distances géographiques favorisent un fort turnover de la composition des arthropodes des forêts tropicales (chapitre 3, Annexe 2). Les résultats de cette étude ont des implications fondamentales sur les mécanismes qui expliquent la structuration des communautés d’insectes herbivores. Nous avons souligné l’importance de l’interaction des communautés des insectes herbivores et de leurs plantes associées. De plus, des prédictions sont présentées sur le degré de spécialisation des insectes à leur plante-hôte (Annexe 3), notamment sur les implications possibles dans les compromis d’allocation chez les plantes. Finalement, des perspectives de recherche sont proposées en vue de poursuivre ces travaux de recherche, et notamment des extensions de mes expériences vers d’autres régions tropicales et tempérées et l’intégration de la phylogénie pour comprendre des mécanismes de coévolution entre communautés d’arbres et insectes. Nous proposons également une intégration des résultats de cette thèse dans les stratégies locales et régionales de conservation des forêts tropicales du bassin amazonien.
The mechanisms underlying the maintenance of local diversity of trees in tropical rainforests remain under debate. This dissertation aims to study and understand some biotic and abiotic factors that may influence both tree and insect community assembly in lowland tropical forests of Amazonia. I used an empirical approach to study communities of trees and insects in tropical forests of French Guiana and Peru, to address the extent to which insect herbivores contribute to the turnover of tree species across strong environmental gradients. In Chapter 1, I studied how herbivorous insect communities can influence the composition of tree communities along an environmental gradient by reinforcing tradeoffs between defense and growth that promote habitat specialization (Chapter 1, Appendix 3). The complicated variation in the patterns of growth and defense from this study led me to pursue further observations of an alternative plant defense strategy of time-avoidance of herbivores, which I examined in detail in Chapter 2. I found evidence for coordinated leaf production in some tree species that was consistent with the satiation of herbivores, suggesting that multiple interactions between plants and their herbivores may be responsible for patterns of habitat specialization in trees. In the second part of the dissertation, I examined insect herbivore communities in detail to test for turnover in species composition across geographic and environmental gradients. In Chapter 3, I present evidence for substantial beta-diversity in arthropod communities throughout lowland Amazonian forests. In the discussion I propose research perspectives to complete this research, including the extension of observations to compare tropical and temperate regions and the integration of molecular phylogenetics information to study coevolution of plant lineages and their insect herbivores. I conclude with suggestions for the integration of the results of this thesis in local and regional strategies for the preservation and conservation of tropical forests in the Amazon basin.

http://www.theses.fr/2013AGUY0582/document

Éditeur(s) : Montpellier SupAgro
Résumé : One of the main challenges in ecology is to understand how global changes affect biodiversity and what are the consequences on ecosystem functioning. In this perspective, the functional diversity of communities is a cornerstone since it allows linking environment, community structure and ecosystem properties. The aim of this thesis is thus to improve the understanding of functional diversity dynamic (i) in relation to natural variability of environmental conditions and (ii) under anthropogenic disturbances. As a first step we have developed a new methodological framework allowing to (1) describe fish functional niches based on functional traits, and (2) to quantify functional diversity within (α) and among (β) sites thanks to new indices. In a second step we have studied the spatiotemporal dynamic of the functional structure of fish and nektonic communities from the Terminos lagoon (Mexico). This tropical estuarine ecosystem is an appropriate ecological model for our problematic as it is characterized by a strong environmental variability, a high biological diversity and is under a strong human pressure. We have put in light the stability of the functional and trophic structures of communities along environmental gradients, despite a very strong species turnover. This stability is determined by the dominance of a couple of functional groups inside which species are replacing each others according to their environmental preferences. However, at a long-term scale, we have demonstrated a functional diversity loss in a part of the lagoon despite an increase of species richness. This paradox has to be related to the decrease of species associated to seagrass and the increase of more estuarine species.
Un des enjeux majeurs de l'écologie est de comprendre comment les changements globaux affectent la biodiversité et quelles en sont les conséquences sur le fonctionnement des écosystèmes. Dans cette perspective, la diversité fonctionnelle des communautés est un outil clé permettant de lier l'environnement, la structure des communautés et les propriétés écosystémiques. L'objectif de cette thèse est donc d'améliorer la compréhension de la dynamique de la diversité fonctionnelle (i) face à des conditions environnementales naturellement variables et (ii) face à des perturbations d'origine anthropique. Dans un premier temps nous avons mis en place un socle méthodologie nous permettant de (1) définir la niche fonctionnelle des poissons à partir de traits fonctionnels et (2) de quantifier les diversités fonctionnelles intra (α) et inter (β) échantillons avec de nouveaux indices. Dans un second temps nous avons étudié la dynamique spatio-temporelle de la structure fonctionnelle des communautés ichtyologiques et nectoniques peuplant la lagune de Terminos (Mexique). Cet écosystème estuarien tropical est un modèle d'étude adapté à notre problématique car il présente une forte variabilité environnementale, une forte diversité biologique et est sous forte pression anthropique. Nous avons mis en évidence une stabilité de la structure fonctionnelle et trophique des communautés face aux gradients environnementaux très marqués, et donc malgré un fort taux de remplacement des espèces entre les communautés. Cette stabilité est due à la dominance de quelques groupes fonctionnels à l'intérieur desquels les espèces se remplacent suivant leurs preferendums environnementaux. Néanmoins, à plus long terme, nous avons démontré qu'une portion de la lagune avait subi une perte de diversité fonctionnelle et ce malgré une augmentation de la richesse spécifique. Ce paradoxe est à relier au remplacement des espèces inféodées aux herbiers de phanérogames par des espèces plus estuariennes.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2008/these-6178.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/6178/

Éditeur(s) : EDP Sciences
Résumé : The necessity to move from a traditional fishery management to an ecosystem approach is now acknowledged. Indicators are required to support the development of this approach. For example, community indicators have been proposed to assess the impact of fishing. We tested here the applicability of one such community indicator, the abundance-biomass comparison (ABC method), as a measure of the impact of bottom trawling (years of sampling: 2001 and 2003) on the benthic invertebrates-typically starfishes, crabs, squat lobsters, shrimps and large hard-shelled molluscs-of "Grande Vasiere", a major French fishing zone, in the Bay of Biscay. The ABC method is generally used as an impact indicator for different types of physical, biological and anthropogenic disturbances on benthic communities. This method is based on the assumption that increasing disturbance shifts communities from dominance by large-bodied species with low turnover rates toward dominance by small-bodied species with high turnover rates. At less disturbed areas the average biomass of individuals is greater than at more heavily disturbed areas. The ABC method measures this effect by comparing the ranked distributions of abundance and biomass within a given community. We applied the ABC method and compared the size structure and the species diversity at two areas exposed to moderate and high bottom trawl effort. Species diversity was lower in the most exploited area. The highly trawled area was dominated by opportunistic organisms, mainly one species of swimming crab Liocarcinus depurator, one species of squat lobster Munida rugosa and Norway lobsters Nephrops norvegicus, which are large-bodied species. Consequently, the results of the ABC method were inconsistent with the theoretical expectation for these particular macrofaunal communities and the measured levels of fishing intensity.
La nécessité de passer d'une gestion monospécifique des pêches à une approche écosystémique est largement reconnue. Pour mettre en place une telle approche, des indicateurs ont été proposés afin d'estimer l'impact de la pêche sur les communautés. Nous avons testé l'efficacité de l'un de ces indicateurs, la comparaison abondance-biomasse (méthode ABC), pour mesurer l'impact du chalutage de fond (année d'échantillonnage : 2001 et 2003) sur les communautés de la macrofaune benthique de la Grande Vasière, golfe de Gascogne (typiquement des crabes, étoiles de mer, des galathées, de gros mollusques à coquille dure). La méthode ABC est généralement utilisée comme un indicateur d'impact de différents types de perturbations physiques, biologiques et anthropiques sur les communautés benthiques. Cette méthode est basée sur l'hypothèse qu'un régime de perturbation croissant entraîne une modification de la structure des communautés qui deviennent graduellement dominées par des espèces opportunistes de petite taille caractérisées par un renouvellement rapide. Dans une communauté modérément perturbée, la biomasse moyenne des individus est ainsi plus grande que dans une communauté fortement perturbée. La méthode ABC mesure cet effet en comparant les distributions en biomasse et densité dans chaque communauté. Nous avons appliqué la méthode ABC et étudié la structure en taille et la diversité spécifique des communautés benthiques en comparant deux zones, l'une soumise à un effort de pêche modéré et l'autre à un important effort de pêche. La diversité spécifique était plus faible sur les sites fortement chalutés. Ces sites étaient dominés par des organismes opportunistes de grande taille, principalement une espèce de crabe nageur Liocarcinus depurator, une espèce de galathée Munida rugosa et des langoustines Nephrops norvegicus. Dans ces conditions, les résultats de la méthode ABC n'étaient pas cohérents avec la théorie pour ces communautés de macro-invertébrés benthiques et les efforts de pêche mesurés.
Aquatic Living Resources (0990-7440) (EDP Sciences), 2006-07 , Vol. 19 , N. 3 , P. 219-228

Droits : 2006 EDP
http://archimer.ifremer.fr/doc/2006/publication-2133.pdf
DOI:10.1051/alr:2006022
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2133/

Éditeur(s) : HAL CCSD Wiley
Résumé : 1. Arthropods represent most of global biodiversity, with the highest diversity found in tropical rain forests. Nevertheless, we have a very incomplete understanding of how tropical arthropod communities are assembled. 2. We conducted a comprehensive mass sampling of arthropod communities within three major habitat types of lowland Amazonian rain forest, including terra firme clay, white-sand and seasonally flooded forests in Peru and French Guiana. We examined how taxonomic and functional composition (at the family level) differed across these habitat types in the two regions. 3. The overall arthropod community composition exhibited strong turnover among habitats and between regions. In particular, seasonally flooded forest habitats of both regions comprised unique assemblages. Overall, 17.7% (26 of 147) of arthropod families showed significant preferences for a particular habitat type. 4. We present a first reproducible arthropod functional classification among the 147 taxa based on similarity among 21 functional traits describing feeding source, major mouthparts and microhabitats inhabited by each taxon. We identified seven distinct functional groups whose relative abundance contrasted strongly across the three habitats, with sap and leaf feeders showing higher abundances in terra firme clay forest. 5. Our novel arthropod functional classification provides an important complement to link these contrasting patterns of composition to differences in forest functioning across geographical and environmental gradients. This study underlines that both environment and biogeographical processes are responsible for driving arthropod taxonomic composition while environmental filtering is the main driver of the variance in functional composition.
ISSN: 0021-8790

hal-01531619
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01531619
PRODINRA : 349695
PUBMED : 26346553
DOI : 10.1111/1365-2656.12445

Résumé : La distribution actuelle des espèces d’arbres des forêts tropicales humides amazoniennes est le résultat de processus dynamiques sur lesquels les perturbations passées, d’origine climatique ou anthropique, peuvent avoir jouées un rôle majeur. Des outils génétiques actuels associés à des méthodes d’analyses puissantes permettent d’inférer et de dater l’empreinte génomique des évènements démographiques subits par les populations naturelles. Le but de cette thèse est de contribuer à une vision d’ensemble de l’évolution démographique de la forêt tropicale humide du plateau des Guyanes pendant le Quaternaire. J’ai d’abord étudié les propriétés des microsatellites (répétitions simple de séquences, SSR) et les limites de leurs applications en tant que marqueurs moléculaires en phylogéographie. Plusieurs allèles SSR contenu dans diverses populations de trois genres d’arbres différents ont été séquencés et le polymorphisme, porté par chaque partie des fragments ADN contenant des SSR, a été étudié. J’ai observé que la quantité de variation génétique était aussi importante dans les régions encadrant le microsatellite que dans le SSR lui-même. Ces régions ont contribué significativement à l’information phylogénétique et ont parfois été la principale source de différenciation entre les individus et les populations. Cette expérience m’a permis de choisir la meilleure stratégie à adopter pour traiter les données de variation génétique des SSR dans des modèles démographiques. J’ai ensuite utilisé ces marqueurs SSR et des méthodes ABC pour étudier l’impact local des occupations humaines précolombiennes sur les forêts en Guyane française. Les changements démographiques subis par des populations de quatre espèces d’arbres ont été comparés entre cinq sites occupés et quatre sites non perturbés. Les perturbations naturelles et induites par l’homme ont contribué à la mise en place de la diversité observée actuellement, comme le suggère des signatures d’effet fondateur détectées sur les sites perturbés ou non. Néanmoins, la taille des populations fondatrices semble être proportionnelle à l’impact humain estimé, indiquant que les perturbations anthropique ont induit un remplacement des populations plus important que les processus écologiques naturels. Pour terminer, j’ai mené une étude de démographie comparative d’espèces d’arbres tropicaux à l’échelle régionale de la Guyane française. Cinq scénarios démographiques ont été testés pour neuf populations de huit espèces en utilisant des microsatellites nucléaires et des séquences chloroplastiques. Les changements démographiques les plus récents détectés convergent vers une signature générale d’expansion de la forêt humide depuis probablement la dernière glaciation. Cela peut suggérer, soit que la composition des forêts du plateau des Guyanes était différente, ou que le couvert forestier était moins étendu. Ce résultat constitue le premier indice de changement passé, probablement d’origine climatique, subi par les communautés forestières du plateau des Guyanes ; qui n’avait jusque-là pas pu être testé avec des méthodes standards en raison d’un manque de fossiles. En conclusion, j’ai recueilli des preuves génétiques que les perturbations, à différents échelles de temps, ont marqué la structure et la composition génétique des forêts du plateau des Guyanes. L’application de ces méthodes à d’autres régions Néotropicales pourrait contribuer, à l’avenir, à reconstruire l’histoire écologique de la forêt amazonienne de façon détaillée.
The current tree species distribution in Amazonian tropical rainforests is the outcome of dynamic processes in which past perturbations, climatic or anthropogenic, may have played a major role. Currently available genetic tools associated with powerful analytical methods allow inferring and dating the genomic imprint of demographic events undergone by natural populations. The aim of my thesis is to contribute to an overview of the demographic evolution of the tropical rainforest in the Guiana shield during the Quaternary. I have first studied the properties of microsatellites or Simple sequence repeat (SSR) and the limits in their applications as molecular markers in phylogeography. Several SSR alleles in multiple populations of three divergent tree genera have been sequenced and the sources of polymorphisms, carried by each portion of SSR-containing DNA amplicons, have been broken apart. I have observed that the amount of variation was as large in flanking regions as in the SSR itself. The former contributed significantly to the phylogenetic information and sometimes was the main source of differentiation among individuals and populations. This experiment allowed me to choose the best strategy to treat SSR variation in demographic modeling. I have subsequently used SSR markers and ABC methods to study the impact of pre-Columbian human settlements at the local level on rainforests in French Guiana. Demographic changes undergone by populations of four tree species were compared between five settled and four undisturbed sites. Both natural turnover and human-induced disturbances appeared as shaping currently observed genetic diversity, with signatures of founder effect both at disturbed and undisturbed sites. Nevertheless, the size of founding populations appeared to be proportional to the estimated human impact, suggesting that human-made disturbance caused deeper population turnover than background ecological processes. Finally, I have conducted a comparative demography study of tropical tree species at the regional level across French Guiana. Five demographic scenarios have been tested for nine populations from eight species using both nuclear microsatellites and chloroplastic sequences. The most recent demographic signals detected converge on a global signature of expansion of the rainforest since probably the last glaciation. This finding can suggest either that the composition of the Guiana shield rainforests was different, or that its global extent was smaller, during earlier epochs of the Pleistocene than today. This result is the first firm indication of changes undergone by the forest communities of the Guiana shield in the distant climatic past – something which could not be tested with standard methods due to almost complete lack of fossil evidence. In conclusion, I have gathered genetic evidence that disturbances, both in historical and geological times, have marked the structure and composition of forests in the Guiana shield.The extensive application of these methods to other regions of the Neotropics maycontribute, in the future, to the detailed reconstruction of the ecological history ofAmazonian forests.

http://www.theses.fr/2012AGUY0568/document