Comparaison de la richesse en espèces végétales dans les écosystèmes alpins tropicaux
Une étude révèle des différences dans la diversité des plantes entre deux régions alpines tropicales.
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Table des matières
Les régions avec des caractéristiques physiques et environnementales similaires ont tendance à avoir un nombre similaire d'Espèces. Le concept de niche est important car il explique les conditions nécessaires à la survie des espèces. Des facteurs comme la géodiversité et le climat peuvent expliquer une bonne partie des différences dans le nombre d'espèces végétales. Les montagnes, à cause de leurs climats et paysages variés, ont souvent beaucoup d'espèces par rapport à leur taille.
Les espèces qui vivent dans la même zone doivent partager des ressources pour réduire la Compétition, ce qui peut entraîner un plus grand nombre d'espèces différentes. Le partage des ressources peut se faire de diverses façons, comme en ayant différents Habitats ou en utilisant le même habitat de manières différentes. Quand des espèces proches peuvent s'adapter à des conditions différentes, ça permet à plus d'espèces de vivre ensemble. Bien qu'on sache que le partage des ressources peut conduire à plus de diversité, on ne comprend toujours pas pourquoi certaines zones avec des conditions environnementales similaires ont des nombres d'espèces très différents.
Les écosystèmes alpins tropicaux sont intéressants pour étudier ces différences dans le nombre d'espèces car ils ont des climats et âges similaires mais varient en Richesse végétale. Ces écosystèmes agissent comme des îles froides entourées de bas-lands chauds, ce qui résulte en beaucoup de plantes venant de zones non tropicales. Cette configuration unique signifie que les différences dans le nombre d'espèces parmi les écosystèmes alpins tropicaux ne sont pas juste liées aux zones tropicales. Malgré leurs similitudes, ces écosystèmes montrent des différences significatives en termes de richesse d'espèces végétales, de tailles d'habitats et de connectivité, tout ça pouvant impacter la richesse d'espèces végétales.
Comparaison de deux écosystèmes
On regarde deux écosystèmes alpins tropicaux pour voir des motifs dans le partage des ressources et des habitats qui pourraient expliquer les différences dans la richesse des espèces végétales. La région du Páramo dans les Andes du Nord en Amérique du Sud a beaucoup d'espèces et est bien connectée. En revanche, la région afroalpine dans les montagnes africaines de l'est est plus petite, plus fragmentée, et a moins d'espèces. Notamment, le Páramo a plus d'espèces, même en tenant compte de sa plus grande superficie.
Pour étudier ces écosystèmes, on a regardé les relations phylogénétiques entre plusieurs lignées végétales importantes. En examinant les métriques de niche et de répartition, on a cherché des raisons pour les différences dans la richesse des espèces végétales. Notre analyse s'est concentrée sur trois hypothèses :
- Les espèces du Páramo pourraient avoir des Niches plus spécialisées ou des plages de répartition plus petites, ce qui mène à une plus grande richesse.
- Le Páramo pourrait montrer plus de séparation des niches et moins de chevauchement par rapport à l'Afroalpine.
- L'évolution des niches dans le Páramo pourrait permettre à plus d'espèces de coexister.
Métriques de niche et de répartition
On a collecté des données sur où différentes espèces végétales poussent et leurs besoins climatiques. L'analyse a révélé que les espèces du Páramo avaient des tailles de niche plus grandes que celles de l'Afroalpine. C'était particulièrement vrai pour les précipitations et les facteurs saisonniers. Les tailles de répartition étaient aussi plus grandes dans le Páramo, soulignant une distinction claire. Fait intéressant, bien qu'on s'attendait à ce que de plus petites tailles de niche soient corrélées à plus d'espèces, nos résultats ne soutenaient pas cette idée.
On a aussi trouvé que les deux écosystèmes avaient des quantités similaires de chevauchement de niche et de répartition. Cependant, en regardant uniquement les espèces qui partagent des plages géographiques, les espèces du Páramo montraient un chevauchement plus faible comparé aux espèces afroalpin. Cela implique que les espèces dans le Páramo pourraient utiliser les ressources de manières différentes, réduisant la compétition.
Évolution des niches
Ensuite, on a investigué comment les espèces végétales ont évolué leurs niches par rapport à leurs différences génétiques. Les espèces du Páramo avaient des distances génétiques plus petites que celles de l'Afroalpine, ce qui laisse penser à un plus grand regroupement. Cependant, en examinant l'évolution des niches, on n'a pas trouvé de différences significatives entre les deux écosystèmes. Pour certaines lignées, au fur et à mesure que les espèces devenaient plus éloignées génétiquement, de nouveaux espaces de niche étaient occupés.
Fait intéressant, toutes les lignées ne montraient pas une corrélation entre les différences génétiques et l'évolution des niches. Pour certaines lignées, la distance entre les plages augmentait en même temps que la distance génétique, suggérant que la séparation géographique a conduit à une divergence des niches.
Conclusions
En résumé, les différences dans la richesse des espèces végétales entre les régions du Páramo et de l'Afroalpine sont probablement dues à divers facteurs liés à la manière dont les espèces partagent les ressources. Dans le Páramo, la séparation des niches est importante là où les espèces partagent les mêmes plages, tandis que dans l'Afroalpine, un plus grand chevauchement des niches pourrait augmenter la compétition et réduire la diversité des espèces.
Dans l'ensemble, les motifs observés dans ces deux écosystèmes alpins tropicaux soulignent la nécessité d'approches ciblées pour comprendre et conserver la biodiversité. D'autres études sont essentielles pour démêler les influences complexes des pressions évolutives et écologiques uniques à chaque écosystème, contribuant à notre connaissance des hotspots de biodiversité. Comprendre ces dynamiques est crucial pour les efforts de conservation et pour maintenir la riche diversité des espèces végétales dans ces environnements uniques.
Titre: Different resource partitioning explains plant species richness patterns in tropical alpine ecosystems
Résumé: Species co-existence based on resource partitioning modulates biodiversity patterns across latitudes and altitudes. Resource partitioning can occur via specialisation or separation in the geographic range or niche. Here, we compare two tropical alpine ecosystems with similar climates to test for geographic range and climatic niche partitioning strategies in explaining species richness difference. We compare the species-rich tropical alpine ecosystem in the South American Andes with the more species-poor one in the eastern African mountains. We combine phylogenomic data for three locally diversified plant lineages in each region with occurrence records and estimate climatic niche and geographic range metrics (size and overlap). We found that the Andean species have overall larger niches than the African species, thus smaller niches indicating specialisation is not the explanation for the higher species richness in the Andes. Instead, for species with overlapping geographic ranges, we found that the Andean species tend to show less niche overlap than the African species, indicating more effective niche separation. Taken together, we propose that different degrees of niche separation in geographically overlapping species, and hence, a different pattern of resource partitioning, explain the differences in species richness between the two tropical alpine ecosystems.
Auteurs: Martha Kandziora, D. L. A. Vasquez, C. Brochmann, A. Gizaw, L. Gustafsson, D. Chala, M. Galbany-Casals, F. Kolar, P. Sklenar, N. M. Nuerk, R. Schmickl
Dernière mise à jour: 2024-06-27 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.599547
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.599547.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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