A simple framework for the exploration of functional biodiversity

Un cadre pour l'exploration de la biodiversité fonctionnelle. Les traits clés de la biodiversité fonctionnelle sont examinés pour 31 134 espèces de poissons. Ces traits sont : le poids corporel maximal, la productivité et le niveau trophique. Un nouveau cadre simple est présenté qui montre l'utilisation combinée de ces traits, dans des catégories ordinales, pour près de 90% des espèces de poissons existantes. La plupart des espèces sont étroitement regroupées le long d'un axe évolutif dans l'espace taille-productivité-trophique (espace SPT), allant de quelques espèces anciennes de grande taille ayant une productivité très faible à de nombreuses espèces de taille moyenne ayant une productivité élevée. Cet axe évolutif se retrouve chez les espèces marines et d'eau douce, ainsi que chez les espèces arctiques. L'objectif principal de cette étude est de démontrer l'utilité du nouveau cadre SPT pour comparer les modèles de biodiversité fonctionnelle dans les écosystèmes en fonction de la salinité, de la géographie ou du temps. En outre, le cadre SPT a été utilisé pour explorer les corrélations avec d'autres caractéristiques telles que la forme du corps, et pour afficher la position des espèces individuelles, représentées par des pictogrammes de la forme du corps et de l'habitat, dans l'espace SPT.

Key traits of functional biodiversity are examined for 31,134 species of fishes. These traits are maximum body weight, productivity, and trophic level. A new, simple framework is presented that shows the combined usage of these traits, in ordinal categories, for close to 90% of extant species of fishes. Most species are clustered tightly along an evolutionary axis in size-productivity-trophic space (SPT-space) from few large, evolutionary old species with very low productivity to many medium-sized newly evolved species with high productivity, superseding Cope's rule of a within-lineages trend towards larger size and lower productivity. The across-lineages evolutionary axis is also found in the subsets of marine, freshwater, and Arctic species. Another notable prediction is the five-fold increase in top predators in Arctic waters in 2100, which could cause the extinction of endemic species. The main purpose of this study is to demonstrate the usefulness of the SPT-framework for comparing functional biodiversity patterns in ecosystems by salinity, geography or time. Also, the SPT-framework was used to explore correlations with other traits such as body shape, and to display the position of individual species, represented by pictograms of body shape and habitat, within SPT-space.