Diversité et règles d'assemblage des communautés de poissons d'eau douce de Guyane

Diversity and assembly processes of guyanese freshwater fish assemblages

• Auteur / Autrice : Kévin Cilleros
• Direction : Sébastien Brosse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie, biodiversité et évolution
• Date : Soutenance le 04/12/2017
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Evolution et Diversité Biologique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Assemblage des communautés (écologie)

Guyane

Poissons d'eau douce

Mots clés libres

Ecologie des communautés

Règles d'assemblages

Ecomorphologie

Ecophylogénétique

Poisson

Metabarcoding environnemental

Guyane

Community ecology

Assembly rules

Ecomorphology

Ecophylogenetic

Résumé

Les écosystèmes tropicaux, en particulier les écosystèmes amazoniens, sont connus pour abriter une importante diversité d'organismes, terrestres ou aquatiques. Cependant, les causes et les processus responsables de cette grande diversité dans les assemblages de poissons d'eau douce restent encore peu connus, et leur identification est un fort enjeu dans l'évaluation future des impacts des perturbations humaines qui sont grandissantes dans ces milieux. Nous avons étudié les processus qui façonnent la diversité et la structure des assemblages de poissons d'eau douce de Guyane dans les petits cours d'eau et les fleuves non impactés par les activités humaines. La diversité au sein des assemblages de petits cours d'eau augmente le long du gradient amont/aval et dans les milieux où l'habitat est plus diversifié. L'identité des espèces change le long de ce gradient, définissant des zones le long du cours d'eau. Les relations spatiales entre les assemblages et leur isolement ont aussi un fort effet sur les assemblages. En incorporant les informations sur les traits des espèces (diversité fonctionnelle) et leur relation de parenté (diversité phylogénétique), nous avons montré que la diversité au sein des assemblages n'était pas influencée par l'environnement ou les interactions entre les espèces. Nous avons aussi confirmé le fort effet de la limite à la dispersion entre les assemblages, en lien avec l'histoire passée des bassins versants, dans les petits cours d'eau et dans les fleuves. De telles études sur les processus structurant les assemblages nécessitent l'acquisition de données biologiques plus complètes, et donc le développement d'une nouvelle méthode d'échantillonnage qui soit exhaustive et non invasive. Pour cela, nous avons testé le metabarcoding environnemental (l'identification moléculaire des espèces présentes à partir d'un échantillon d'eau). Cette méthode donne des résultats complémentaires aux pêches traditionnelles et nécessite encore un travail de développement et des tests supplémentaires pour améliorer son efficacité et permettre son utilisation pour identifier les processus structurant les assemblages. Ces travaux, aussi bien pratiques que théoriques, sont nécessaires au développement d'un meilleur cadre conceptuel sur la structure des assemblages de poissons tropicaux, et dans la construction d'indicateurs d'impacts d'activités humaines sur les écosystèmes.

Tropical ecosystems, especially Amazonian ecosystems, host a great diversity of terrestrial and aquatic organisms. However, the causes and the processes behind this high diversity for freshwater fish assemblages are little known, but their identification will be an asset in the assessment of anthropogenic impacts that are increasing in these regions. We studied the processes that shape the diversity and the structure of freshwater fish assemblages of non-impacted streams and rivers located in French Guiana. Within-assemblage diversity increased along an upstream/downstream gradient and was higher in sites where the habitat was diversified. Species identity changed along this gradient, which created zones along the stream. Spatial relationships between assemblages and their isolation also greatly impacted species assemblages. Using information about species traits (functional diversity) and their phylogenetic relationships (phylogenetic diversity), we showed that within-assemblage diversity was not influenced by the environment or by species interactions. We also confirmed that dispersal limitation, linked with the past history of drainage basins, had a strong effect on assemblage structure in both streams and in rivers. Future investigations on the processes structuring fish assemblages will need to acquire more exhaustive biological data, and therefore to develop an efficient, and non-destructive sampling method. To this aim, we evaluated the efficiency of environmental metabarcoding applied to aquatic assemblages (the molecular identification of species present from a water sample) and compared it to traditional sampling methods. Currently, metabarcoding gives complementary information to traditional sampling. It thus needs developments and further tests to increase its efficiency and allow its use for assembly processes studies. Pursuing the formalization of a conceptual framework to investigate assembly rules together with the development of an efficient fish sampling protocol are now needed to better understand the structure of tropical fish assemblages. Those theoretical and practical developments will contribute to better evaluate anthropogenic disturbances on aquatic ecosystems.