Différences régionales dans les réseaux de communautés de coléoptères aquatiques s'installant dans les lacs dystrophiques du nord de la Pologne

Jul 12, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12699 (2023) Citer cet article

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Les relations entre les espèces qui forment les réseaux dans les petits lacs dystrophiques restent mal connues. Pour étudier et mieux comprendre le fonctionnement des communautés de coléoptères dans différents écosystèmes, nous avons créé trois modèles de réseau que nous avons soumis à une analyse de réseau graphique. Cette approche affiche des réseaux de connexions (bords) basés sur la corrélation entre des objets (nœuds) en évaluant les caractéristiques de l'ensemble du réseau et les attributs des nœuds et des bords dans le contexte de leurs rôles, exprimés par des métriques de centralité. Nous avons utilisé cette méthode pour déterminer l'importance d'espèces spécifiques dans les réseaux et les relations interspécifiques. Nos analyses sont basées sur du matériel faunique collecté dans 25 lacs dystrophiques dans trois régions du nord de la Pologne. Nous avons trouvé un total de 104 espèces représentant différents éléments écologiques et groupes trophiques fonctionnels. Nous avons montré que le réseau de relations entre la biomasse des espèces diffère considérablement dans les trois régions d'étude. Le territoire des lacs cachoubes présentait la cohésion et la densité les plus élevées, tandis que le réseau du territoire des lacs Suwalki était le plus fin et le plus hétérogène, ce qui pourrait être lié à la structure fractale et au degré de développement des lacs étudiés. Les prédateurs de petite taille qui se rassemblaient en différents groupes avec des espèces ayant des préférences écologiques similaires dominaient tous les réseaux. Nous avons trouvé les corrélations les plus élevées dans la région des lacs de Mazurie, où nous avons obtenu la plus forte centralisation du réseau. Les petits tyrphophiles occupaient généralement les places centrales du réseau, tandis que la périphérie du réseau était constituée de groupes ayant des préférences d'habitat différentes, y compris de grands prédateurs. Les espèces les plus importantes pour la cohésion et la densité du réseau étaient principalement des espèces tyrphophiles, telles que Anacaena lutescens, Hygrotus decoratus, Enochrus melanocephalus et Hydroporus négligenceus. Les valeurs des attributs déterminant le rôle des espèces dans les réseaux communautaires ont été influencées par des facteurs à la fois biotiques et environnementaux.

La vaste littérature sur l'hydrobiologie est dominée par des publications dans lesquelles une grande attention est accordée à la structure des biocénoses et aux relations entre les communautés d'organismes et les conditions environnementales spécifiques1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11. . En revanche, les communautés d’organismes sont relativement rarement étudiées d’un point de vue fonctionnel, en tant que réseau complexe d’interactions dans un système prédateur-proie largement défini dans lequel circule la biomasse12,13. La structure et le fonctionnement des réseaux entre différentes espèces en eau douce ont encore été peu étudiés13. Il est clair que les invertébrés, y compris les coléoptères, constituent la composante dominante des réseaux trophiques des écosystèmes aquatiques13,14. Il s’agit d’un groupe d’organismes très divers en termes d’espèces et d’écologie, répandus dans l’environnement et généralement présents en grand nombre dans des habitats très différents15. La littérature montre que les coléoptères utilisent un réservoir de nutriments provenant de différents niveaux trophiques, bien que la plupart des coléoptères soient des prédateurs, ce qui souligne leur rôle important dans les réseaux trophiques en tant que régulateurs du nombre d'autres organismes13,14,16,17. La classification des coléoptères en groupes fonctionnels spécifiques, indiquant non seulement le type de nourriture consommée mais également la manière dont la nourriture est obtenue, est extrêmement importante pour une analyse plus complète des réseaux trophiques12,18,19.

L'application de l'analyse de réseau basée sur la théorie des graphes devient de plus en plus populaire en tant qu'outil de recherche en écologie des écosystèmes aquatiques, car elle fournit une meilleure compréhension de la structure, de la formation, du fonctionnement trophique et des réponses aux conditions environnementales changeantes de la biocénose, en particulier lorsque la modélisation est basée sur les données collectées. sur le terrain12,13,20,21,22,23. De telles études proposent également une approche différente d’une espèce qui n’est pas simplement un élément supplémentaire d’un réseau, mais également un représentant de la multidimensionnalité interactive à travers l’écosystème24.