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6 results on '"comparative ecology"'

1. Reproductive phenology as a dimension of the phenotypic space in 139 plant species from the Mediterranean

Author

Marie-Laure Navas, Jules Segrestin, Eric Garnier, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)

Subjects
0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Mediterranean climate, Perennial plant, Physiology, Seed dispersal, Context (language use), Flowers, Plant Science, Biology, 01 natural sciences, Flowering, 03 medical and health sciences, Quantitative Trait, Heritable, Species Specificity, Seed maturation, Plant Physiological Phenomena, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Plant traits, Principal Component Analysis, Mediterranean Region, Phenology, Ecology, Reproduction, fungi, Water, food and beverages, 15. Life on land, Herbaceous plant, Comparative ecology, Phenotype, 030104 developmental biology, Phenotypic space, Seeds, Reproductive phenology, Trait, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, 010606 plant biology & botany
Abstract

Phenology, the study of seasonal timing of events in nature, plays a key role in the matching between organisms and their environment. Yet, it has been poorly integrated in trait-based descriptions of the plant phenotype. Here, we focus on three phases of reproductive phenology - time of flowering, time of seed dispersal and duration of seed maturation - to test how these traits relate to other recognized dimensions of plant functioning. Traits describing reproductive phenology, together with reproductive plant height, seed mass, area of a leaf, and traits involved in leaf economics, were compiled for 139 species growing under Mediterranean climate conditions. Across all species, flowering time was positively related to reproductive height, while the duration of seed maturation was related to leaf economics. Relationships differed among growth forms, however: flowering time and reproductive height were related both in annuals and in herbaceous perennials, whereas the duration of seed maturation was related to seed mass only in annuals; no correlations were found for woody species. Phenology relates to other dimensions of plant functioning in a complex manner, suggesting that it should be considered as an independent dimension in the context of plant strategies.

Published
2020

2. Integration of phenology and mechanical defence in the plant phenotypic space

Author

Segrestin, Jules, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Montpellier, Éric Garnier, Marie-Laure Navas, Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)

Subjects
Climat méditerranéen, Phenology, Phenotypic space, Biomécanique, Espace phénotypique, Traits fonctionnels, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Biomechanics, Mediterranean climate, Comparative ecology, Phénologie, Ecologie comparative, Functional traits
Abstract

Phenology and defence are key for the evolutionary and ecological successes of plants, by affecting their growth, survival and reproduction. Surprisingly, these two aspects of plant functioning are rarely integrated into a synthetic description of plant ecological strategies. Much effort has been devoted to the description of plant resource acquisition and use, reproductive capacities and stature, but we lack knowledge about how these are connected to phenology and defence. Therefore, plant traits commonly used in comparative analyses (leaf traits, plant height, seed mass…) and functional markers of phenology and defence have been used to characterize the phenotypic space occupied by plant species found in the Mediterranean region of southern France. The work is based on two types of approaches:(a) The synthesis of trait data collected during several independent experiments conducted in different Mediterranean sites. This resulted in the constitution of one of the first dataset describing the temporal sequence of reproductive events and their covariations in a large number of species differing in life cycles, pollination and dispersal modes. We found a clear association between the temporality of these phases and the strong seasonality of climatic conditions in the Mediterranean, especially in relation to water availability, with some variations between groups of species. Correlations between traits of the reproductive phenology phases suggest that species can be distributed along a fast-slow continuum of reproductive events. We also found relationships between reproductive phenology and other traits commonly used for the description of plant phenotypes in comparative analyses: the flowering date depends on plant height, the seed maturation period affects the seed mass and the drought intensity during seed production correlates with several leaf traits.(b) An experimental approach based on a more detailed description of the plant phenotype on a restricted number of species. This dataset includes measurements of leaf production rate and describes the dynamics of flower and seed production for 23 species. We tested the level of coordination between phenological phases and revealed some rarely tested correlations between vegetative and reproductive phenology. On these 23 species, plant defence was characterized by several biomechanical properties, morphological traits and fibre content of leaves. The leaf thickness, venation network and fibre content have a significant influence on leaf mechanical properties but their relative effects depend on the biomechanical test performed. Finally, we showed that biomechanical properties could be used to understand the links between the concepts of the growth-defence trade-off and the leaf economics spectrum.This study confirms the value of using phenological and defence traits in comparative approaches, putting back these two fundamental dimensions into the broader context of plant ecological strategies.; La phénologie et la défense affectent directement la croissance, la survie et la reproduction des plantes. Cependant, ces deux aspects sont rarement intégrés dans une description synthétique de leurs stratégies écologiques. Une grande attention a été portée aux dimensions de gestion des ressources, de reproduction ou encore de stature des végétaux, mais nous avons encore peu d'idées sur la façon dont s'articulent la phénologie et la défense par rapport à ces dimensions. Ainsi, les traits couramment mesurés (traits foliaires, hauteur, masse de graine, etc…) et des marqueurs fonctionnels de la phénologie et de la défense ont été utilisés pour caractériser l’espace phénotypique occupé par différentes espèces de la région méditerranéenne du sud de la France. Les travaux effectués combinent deux types d’approches :(a) une démarche de synthèse scientifique qui assemble et analyse des données issues de plusieurs expérimentations réalisées dans différents sites méditerranéens. Le jeu de données constitué est l’un des premiers à décrire la séquence temporelle des évènements reproductifs pour plus de 130 espèces représentant différentes formes de croissance et modes de pollinisation et de dispersion. Il nous a permis de montrer un fort effet de la saisonnalité du climat, en particulier de la disponibilité en eau, sur les patrons phénologiques, avec des variations selon les formes de croissance. Des corrélations entre les traits de la phénologie de la reproduction suggèrent l’existence d’un continuum lent-rapide décrivant les rythmes de développement chez les espèces considérées. Ces traits de phénologie reproductive ont été mis en relation avec plusieurs traits largement utilisés pour caractériser le phénotype en écologie comparative : la date de floraison dépend de la hauteur de la plante, la période de maturation d’une graine conditionne sa masse, et l’intensité de la sécheresse pendant la production de graines est corrélée à certains traits foliaires.(b) une démarche expérimentale fondée sur des mesures plus détaillées du phénotype d’un ensemble d’espèces plus restreint. Les données collectées ont permis de décrire en détail la dynamique de production de feuilles, fleurs et fruits au cours du temps chez 23 espèces et montrent leur degré coordination. Il révèle notamment des corrélations rarement testées entre la phénologie végétative et reproductive. Sur ces 23 espèces, la fonction de défense a été évaluée par la mesure de plusieurs caractéristiques biomécaniques, de traits morpho-anatomiques et de composition en fibre des feuilles. L’épaisseur des feuilles, leur système de nervation et leur teneur en fibres ont une influence significative sur les propriétés mécaniques des feuilles, mais l’importance relative de ces traits varie selon le test biomécanique réalisé. Enfin, nous avons montré que les traits biomécaniques permettaient de faire le lien entre les concepts du compromis croissance-défense et du syndrome d’économie foliaire.Nos travaux mettent en avant la pertinence d’utiliser des traits associés à la phénologie et à la défense comme axes de spécialisation des plantes dans les études comparatives, nous permettant de réévaluer leur importance dans la description des stratégies écologiques.

Published
2018

3. Modèles de processus stochastiques avec sauts sur arbres : application à l'évolution adaptative sur des phylogénies

Author

bastide, paul, Mathématiques et Informatique Appliquées (MIA-Paris), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Mathématiques et Informatique Appliquées du Génome à l'Environnement [Jouy-En-Josas] (MaIAGE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Paris-Saclay, Stéphane Robin, and Université Paris Saclay (COmUE)

Subjects
Comparative Ecology, Phylogénie, [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], Ecologie Comparative, Orstein-Uhlenbeck, Expectation-Maximization, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Phylogeny
Abstract

This project is aiming at taking a step further in the process of systematic statistical modeling that is occurring in the field of comparative ecology. A way to account for correlations between quantitative traits of a set of sampled species due to common evolutionary histories is to see the current state as the result of a stochastic process running on a phylogenetic tree. Due to environmental changes, some ecological niches can shift in time, inducing a shift in the parameters values of the stochastic process modeling trait evolution. Because we only measure the value of the process at a single time point, for extant species, some evolutionary scenarios cannot be reconstructed, or have some identifiability issues, that we carefully study. We construct an incomplete-data model for statistical inference, along with an efficient implementation. We perform an automatic shift detection, and choose the number of shifts thanks to a model selection procedure, specifically crafted to handle the special structure of the problem. Theoretical guaranties are derived in some special cases. A phylogenetic tree cannot take into account hybridization or horizontal gene transfer events, that are widely spread in some groups of species, such as plants or bacterial organisms. A phylogenetic network can be used to deal with these events. We develop a new model of trait evolution on this kind of structure, that takes non-linear effects such as heterosis into account. Heterosis, or hybrid vigor or depression, is a well studied effect, that happens when a hybrid species has a trait value that is outside of the range of its two parents.; Le projet s'inscrit dans la dynamique de systématisation statistique qui s'opère aujourd'hui dans le champ de l'écologie comparative. Les différents traits quantitatifs d'un jeu d'espèces échantillonné peuvent être vus comme le résultat d'un processus stochastique courant le long d'un arbre phylogénétique, ce qui permet de prendre en compte des corrélations issues d'histoires évolutives communes. Certains changements environnementaux peuvent produire un déplacement de niches évolutive, qui se traduisent par un saut dans la valeur du processus stochastique décrivant l'évolution au cours du temps du trait des espèces concernées. Parce qu'on ne mesure la valeur du processus dynamique qu'à un seul instant, pour les espèces actuelles, certains scénarii d'évolution ne peuvent être reconstruits, ou présentent des problèmes d'identifiabilité, que l'on étudie avec soin. On construit ici un modèle à données incomplètes d'inférence statistique, que l'on implémente efficacement. La position des sauts est détectée de manière automatique, et leur nombre est choisi grâce à une procédure de sélection de modèle adaptée à la structure du problème, et pour laquelle on dispose de certaines garanties théoriques. Un arbre phylogénétique ne prend pas en compte les phénomènes d'hybridation ou de transferts de gènes horizontaux, qui sont fréquents dans certains groupes d'organismes, comme les plantes ou les bactéries. Pour pallier ce problème, on utilise alors un réseau phylogénétique, pour lequel on propose une adaptation du modèle d'évolution de traits quantitatifs décrit précédemment. Ce modèle permet d'étudier l'hétérosis, qui se manifeste lorsqu'un hybride présente un trait d'une valeur exceptionnelle par rapport à celles de ses deux parents.

Published
2017

4. Are trait-based species rankings consistent across data sets and spatial scales?

Author

Elena Kazakou, Cyrille Violle, Eric Garnier, Denis Vile, Jens Kattge, Catherine Roumet, Marie-Laure Navas, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Max Planck Institute for Biogeochemistry (MPI-BGC), Max-Planck-Gesellschaft, 7th European Community Framework Program (DiversiTraits project, no. 221060), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)

Subjects
observation in situ, caractère fonctionnel, Field, Plant Science, Biology, functional ecology, écologie végétale, écologie fonctionnelle, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Inter-specific variability, variabilité interspécifique, Functional ecology, Intra-specific variability, Ecology, Hierarchy (mathematics), Common garden experiment, 15. Life on land, Comparative ecology, Field (geography), Data set, Plant ecology, Functional trait, observations, Ranking, Evolutionary biology, Trait, variabilité intraspécifique, Trait database, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Species ranking, Global biodiversity
Abstract

Questions: One central assumption of trait screening approaches in comparative plant ecology, i.e. simultaneous measurement of traits on a large number of species or populations, is that the species level captures a major part of trait variation. The current development of large databases has led to a new screening approach that relies on the extraction of trait values from databases, rather than on measurement of traits in the field. We tested this assumption with the following questions: (1) is the magnitude of intra-specific variability of co-occurring species lower than inter-specific variability for a given trait, in comparisons at different spatial scales; (2) is species hierarchy based on trait values conserved across different spatial scales and data sets (stable species hierarchy hypothesis); and (3) when we compare different traits, what is the more stable trait that is conserved across different spatial scales and data sets? Methods: We combined approaches commonly used in functional ecology, i.e. experimental data, field observations and extraction of data from a global database, and analysed the magnitude of intra-specific and inter-specific trait variations for a large number of traits across contrasting environmental conditions for 18-39 (mostly) herbaceous species, according to the data set used. Results: For most traits, inter-specific variability was higher than intra-specific variability, and species ranking was conserved across different data sets and spatial scales. However, we also detected important differential responses in terms of intra-specific trait variability, depending on the trait examined: SLA, LDMC, SM, seed N concentration and onset of flowering were more stable, whereas leaf chemical traits and RH were more flexible traits. Conclusions: Our study validated, for the species studied, the stable species hierarchy hypothesis in the case of several, but not all, widely used traits. The main conclusion is that the strength of the species signal is strong enough for some traits to allow values to be used from different data sets (experiments, databases) to characterize local populations of species: for SM, seed N concentration, RH, SLA and LDMC.

Published
2014

5. When and how should intraspecific variability be considered in trait-based plant ecology?

Author

Cyrille Violle, Ghislain Vieilledent, Cécile H. Albert, Fabrice Grassein, Frankl M. Schurr, Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Department of Economics [Montréal], McGill University = Université McGill [Montréal, Canada], Ecophysiologie Végétale, Agronomie et Nutritions (EVA), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Plant Ecology and Nature Conservation, University of Potsdam, Biens et services des écosystèmes forestiers tropicaux : l'enjeu du changement global (UPR BSEF), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Dept Ecol and Evolutionary Biol, University of Arizona, ANR [ANR-07-CIS7, ANR-07-BDIV-014, ANR-05-BDIV-009], la Region Rhone-Alpes (France), ANR-MEEDDAT VITAL [09P00954], region 'Basse Normandie' (France), European Union [MTKD-CT-2006-042261], European Community [221060], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA), McGill University, Biens et services des écosystèmes forestiers tropicaux : l'enjeu du changement global (Cirad-Es-UPR 105 BSEF), Département Environnements et Sociétés (Cirad-ES), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3), Laboratoire d'Ecologie Alpine ( LECA ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Université Savoie Mont Blanc ( USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry] ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Department of Economics, Ecophysiologie Végétale, Agronomie et Nutritions ( EVA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Caen Normandie ( UNICAEN ), Normandie Université ( NU ) -Normandie Université ( NU ), Biens et services des écosystèmes forestiers tropicaux ( UPR BSEF ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive ( CEFE ), and Université Paul-Valéry - Montpellier 3 ( UM3 ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [France-Sud] ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro )

Subjects
0106 biological sciences, Écologie, F40 - Écologie végétale, Ecology (disciplines), LEAF-AREA, Within-species variability, Plant Science, Phenotypic plasticity, Quantitative trait locus, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, F30 - Génétique et amélioration des plantes, Espèce, Variation génétique, Sampling design, Statistics, ALPINE PLANT, GRADIENT, Plant functional hairs, ECONOMICS SPECTRUM, Set (psychology), Institut für Biochemie und Biologie, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Functional ecology, [ SDE.BE ] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Ecology, 010604 marine biology & hydrobiology, TRADE-OFFS, Variance (accounting), 15. Life on land, Comparative ecology, NATURAL-SELECTION, FUNCTIONAL TRAITS, Spatial ecology, Trait, Intraspecific functional variability, GENETIC DIVERSITY, Plante, Genetic variability, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, COMMUNITIES
Abstract

International audience; Trait-based studies have become extremely common in plant ecology. Trait-based approaches often rely on the tacit assumption that intraspecific trait variability (ITV) is negligible compared to interspecific variability, so that species can be characterized by mean trait values. Yet, numerous recent studies have challenged this assumption by showing that ITV significantly affects various ecological processes. Accounting for ITV may thus strengthen trait-based approaches, but measuring trait values on a large number of individuals per species and site is not feasible. Therefore, it is important and timely to synthesize existing knowledge on ITV in order to (1) decide critically when ITV should be considered, and (2) establish methods for incorporating this variability. Here we propose a practical set of rules to identify circumstances under which ITV should be accounted for. We formulate a spatial trait variance partitioning hypothesis to highlight the spatial scales at which ITV cannot be ignored in ecological studies. We then refine a set of four consecutive questions on the research question, the spatial scale, the sampling design, and the type of studied traits, to determine case-by-case if a given study should quantify ITV and test its effects. We review methods for quantifying ITV and develop a step-by-step guideline to design and interpret simulation studies that test for the importance of ITV. Even in the absence of quantitative knowledge on ITV, its effects can be assessed by varying trait values within species within realistic bounds around the known mean values. We finish with a discussion of future requirements to further incorporate ITV within trait-based approaches. This paper thus delineates a general framework to account for ITV and suggests a direction towards a more quantitative trait-based ecology. (C) 2011 Published by Elsevier GmbH.

Published
2011

6. TRY - a global database of plant traits

Author

Kattge, Jens, Diaz, Sandra, Lavorel, Sandra, Prentice, I.C., Leadley, Paul, Bonisch, Gerhard, Garnier, Eric, Westoby, Mark, Reich, Peter B., Wright, I. J., Cornelissen, Johannes HC, Violle, Cyrille, Harrison, Sandy P., Van Bodegom, Peter M, Reichstein, Markus, Enquist, Brian J., Soudzilovskaia, Nadejda A., Ackerly, David D., Anand, Madhur, Atkin, Owen, Bahn, Michael, Baker, T. R., Baldocchi, D., Bekker, R., Blanco, Carolina C., Blonder, Benjamin, Bond, W. J., Bradstock, Ross, Bunker, Daniel E., Casanoves, Fernando, Cavender-Bares, Jeannine, Chambers, Jeffrey Q., Chapin Iii, F. Stuart, Chave, Jerome, Coomes, David, Cornwell, William K., Craine, Joseph M., Dobrin, B. H., Duarte, L., Durka, Walter, Elser, James, Esser, Gerd A., Estiarte, Marc, Fagan, William F., Fang, Jingyun, Fernandez-Mendez, F., Fidelis, Alessandra, Finegan, Brian, Flores, Olivier, Ford, Hilary, Frank, D., Freschet, Grégoire T., Fyllas, Nikolaos M., Gallagher, Rachael V., Green, Walton A., Gutierrez, Alvaro G., Hickler, Thomas, Higgins, Steven I., Hodgson, J. G., Jalili, Adel, Jansen, Steven, Joly, Carlos A., Kerkhoff, Andrew J., Kirkup, Don, Kitajima, Kaoru, Kleyer, Michael, Klotz, Stefan, Knops, Johannes M. H., Kramer, Koen, Kuhn, Ingolf, Kurokawa, Hiroko, Laughlin, D., Lee, T.D., Leishman, Michelle, Lens, Frederic, Lewis, Simon L., Lloyd, J., Llusia, Joan, Louault, Frédérique, Ma, S., Mahecha, M. D., Manning, Pete, Massad, T., Medlyn, Belinda E., Messier, Julie, Moles, Angela T., Muller, Sandra Cristina, Nadrowski, Karin, Naeem, Shahid, Niinemets, Ü., Nollert, Stephanie, Nuske, A., Ogaya, Roma, Oleksyn, Jacek, Onipchenko, Vladimir G., Onoda, Yusuke, Ordonez, J., Overbeck, G., Ozinga, Wim, Patiño, S., Paula, Susana, Pausas, Juli G., Penuelas, Josep, Phillips, O. L., Pillar, V. D., Poorter, H., Poschlod, Peter, Prinzing, Andreas, Proulx, Raphael, Rammig, Anja, Reinsch, S., Reu, B., Sack, L., Salgado-Negret, B., Sardans, J., Shiodera, Satomi, Shipley, B., Siefert, A., Sosinski, Evan, Soussana, Jean-Francois, Swaine, E.K., Swenson, N., Thompson, Ken, Thornton, P., Waldram, M., Weiher, Evan, White, M., White, Sean, Wright, S. Joseph, Yguel, Benjamin, Zaehle, Soenke, Zanne, Amy E., Max Planck Institute for Biogeochemistry (MPI-BGC), Max-Planck-Gesellschaft, Insituto Multidisciplinario de Biologia Vegetal, Universidad Nacional de Córdoba [Argentina], Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA), Station alpine Joseph Fourier - UMS 3370 (SAJF), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Dpt Biological Sciences, Macquarie University, Macquarie University, Ecologie Systématique et Evolution (ESE), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Forest Resources and Institute of the Environment, University of Minnesota [Twin Cities], University of Minnesota System-University of Minnesota System, Department of Biological Sciences [North Ryde], Department of Systems Ecology, University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Department of Biogeochemical Integration [Jena], Max-Planck-Gesellschaft-Max-Planck-Gesellschaft, Ecology and Evolutionary Biology [Tucson] (EEB), University of Arizona, Department of Integrative Biology [Berkeley] (IB), University of California [Berkeley], University of California-University of California, Environmental Sciences, Guelph, University of Guelph, Australian National University (ANU), Ecology, University of Innsbruck, University of Innsbruck, Earth and Biosphere Institute, School of Geography, Biometeorology lab [Berkeley], Department of Environmental Science, Policy, and Management [Berkeley] (ESPM), University of California-University of California-University of California [Berkeley], Life Sciences, University of Groningen, University of Groningen [Groningen], Universidade Federal do Rio Grande do Sul [Porto Alegre] (UFRGS), Department of Botany, University of Cape Town, Institute for Conservation Biology (ICB - UNIV WOLLONGONG), University of Wollongong, New Jersey Institute of Technology, New Jersey Institute of Technology [Newark] (NJIT), Tropical Agricultural Centre for Research and Higher Education (CATIE), Tropical Agricultural Centre for Research and Higher Education, Ecology, Evolution and Behavior, St Paul, Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley] (LBNL), Institute of Arctic Biology, University of Alaska [Anchorage], Evolution et Diversité Biologique (EDB), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Plant Sciences, University of Cambridge, University of Cambridge [UK] (CAM), Dept of Systems Ecology, Biology, Kansas State University, Kansas State University, Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Institute for Plant Ecology, Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU), Global Ecology Unit CREAF-CEAB-CSIC, Universitat Autònoma de Barcelona [Barcelona] (UAB), University of Maryland [College Park], University of Maryland System, University of Peking, Peking University [Beijing], universidad del Tolima, Universidad del Tolima, Universidade de São Paulo (USP), Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical (UMR PVBMT), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Réunion (UR), Department of Biology [York], University of York [York, UK], Department of Ecological Science [Amsterdam], Vrije Universiteit [Brussels] (VUB), Organismic and Evolutionary Biology, Harvard, Harvard University [Cambridge], Department of Ecological Modelling [UFZ Leipzig], Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ), Department of Physical Geography and Ecosystem Science [Lund], Lund University [Lund], Institute of Ecology, Evolution and Diversity, Frankfurt, Goethe-University Frankfurt am Main-Goethe-Universität Frankfurt am Main, Unit of Comparative Plant Ecology, University of Sheffield [Sheffield], Research Institute of Forests and Rangelands, Institute of Systematic Botany and Ecology, Universität Ulm - Ulm University [Ulm, Allemagne], UNICAMP, Biology, University of Campinas [Campinas] (UNICAMP), Kenyon College, Herbarium, Royal Botanic Gardens, Royal Botanic Gardens, Biology, Florida, University of Florida [Gainesville], Landscape Ecology Group, University of Oldenburg, Constraint Systems Laboratory, University of Nebraska [Lincoln], University of Nebraska System-University of Nebraska System, Centre for Ecosystem Studies, University of Wageningen, Wageningen University and Research Centre [Wageningen] (WUR), Tohoku University [Sendai], Northern Arizona University [Flagstaff], University of Wisconsin-Eau Claire, Netherlands Centre for Biodiversity Naturalis, Unité d'Agronomie Site de Crouel, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Agriculture, Newcastle University, Newcastle University [Newcastle], Max-Planck-Institut für Biogeochemie (MPI-BGC), University of New South Wales [Sydney] (UNSW), Special Botany and Functional Biodiversity, Universität Leipzig [Leipzig], Columbia University [New York], Institute of Agricultural and Environmental Sciences, Estonian University of Life Sciences, Dendrology, Polish Academy of Sciences, Polska Akademia Nauk (PAN), Geobotany, Moscow State University, Moscow State University, Biology, Kyushu University, Kyushu University [Fukuoka], Law and Governance Group, ALTERRA Wageningen, ALTERRA, Spanish National Research Council (CSIC), Centro de Investigaciones sobre Desertificacion, CSIC, CIDE, Plant Ecophysiology, Utrecht University [Utrecht], Universität Regensburg (REGENSBURG), Universität Regensburg, Ecosystèmes, biodiversité, évolution [Rennes] (ECOBIO), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR), University of Potsdam, Risø National Laboratory for Sustainable Energy (Risø DTU), Technical University of Denmark [Lyngby] (DTU), Department of Ecology & Evolutionary Biology, University of California, Center for Sustainability Science, Hokkaido, Hokkaido University, Département de Biologie, Université de Sherbrooke [Sherbrooke], Syracuse University, embrapa, Embrapa Temperate Agriculture, Biological Sciences, Aberdeen, University of Aberdeen, Department of Plant Biology - Michigan State University, Michigan State University [East Lansing], Michigan State University System-Michigan State University System, Department of Animal and Plant Sciences [Sheffield], Oak Ridge National Laboratory [Oak Ridge] (ORNL), UT-Battelle, LLC, Department of Geography [Leicester], University of Leicester, University of Utah, Smithsonian Tropical Research Institute, Department of Biology, Missouri, University of Missouri [Columbia], University of Missouri System-University of Missouri System, DIVERSITAS, IGBP, Global Land Project, UK Natural Environment Research Council (QUEST programm), FRB, GIS Climat, Environnement et Société, NSF LTER program DEB 0620652, NSF LTREB programm DEB 0716587, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), University of Minnesota [Twin Cities] (UMN), University of California [Berkeley] (UC Berkeley), University of California (UC)-University of California (UC), School of Environmental Sciences, Leopold Franzens Universität Innsbruck - University of Innsbruck, University of California (UC)-University of California (UC)-University of California [Berkeley] (UC Berkeley), University of Wollongong [Australia], Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza - Tropical Agricultural Research and Higher Education Center (CATIE), University of Alaska [Fairbanks] (UAF), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Helmholtz Zentrum für Umweltforschung = Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ), Justus-Liebig-Universität Gießen = Justus Liebig University (JLU), Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), Universidade de São Paulo = University of São Paulo (USP), Vrije Universiteit Brussel (VUB), Harvard University, Universidade Estadual de Campinas = University of Campinas (UNICAMP), Department of Biology [Gainesville] (UF|Biology), University of Florida [Gainesville] (UF), University of Nebraska–Lincoln, Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Naturalis Biodiversity Center [Leiden], Universität Leipzig, Polska Akademia Nauk = Polish Academy of Sciences (PAN), Kyushu University, Centro de Investigaciones sobre Desertificacion (CIDE), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Potsdam = Universität Potsdam, Danmarks Tekniske Universitet = Technical University of Denmark (DTU), University of California (UC), Hokkaido University [Sapporo, Japan], Département de biologie [Sherbrooke] (UdeS), Faculté des sciences [Sherbrooke] (UdeS), Université de Sherbrooke (UdeS)-Université de Sherbrooke (UdeS), University of Missouri [Columbia] (Mizzou), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)

Subjects
environmental gradient, intraspecific variation, plant trait, comparative ecology, interspecific variation, global analysis, plant functional type, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, functional diversity, database, global change, plant attribute, vegetation model
Abstract

Max Planck Institute for Biogeochemistry, Jena (initiative, developpement de la base de données); International audience; Plant traits - the morphological, anatomical, physiological, biochemical and phenological characteristics of plants and their organs - determine how primary producers respond to environmental factors, affect other trophic levels, influence ecosystem processes and services and provide a link from species richness to ecosystem functional diversity. Trait data thus represent the raw material for a wide range of research from evolutionary biology, community and functional ecology to biogeography. Here we present the global database initiative named TRY, which has united a wide range of the plant trait research community worldwide and gained an unprecedented buy-in of trait data: so far 93 trait databases have been contributed. The data repository currently contains almost three million trait entries for 69 000 out of the world's 300 000 plant species, with a focus on 52 groups of traits characterizing the vegetative and regeneration stages of the plant life cycle, including growth, dispersal, establishment and persistence. A first data analysis shows that most plant traits are approximately log-normally distributed, with widely differing ranges of variation across traits. Most trait variation is between species (interspecific), but significant intraspecific variation is also documented, up to 40% of the overall variation. Plant functional types (PFTs), as commonly used in vegetation models, capture a substantial fraction of the observed variation - but for several traits most variation occurs within PFTs, up to 75% of the overall variation. In the context of vegetation models these traits would better be represented by state variables rather than fixed parameter values. The improved availability of plant trait data in the unified global database is expected to support a paradigm shift from species to trait-based ecology, offer new opportunities for synthetic plant trait research and enable a more realistic and empirically grounded representation of terrestrial vegetation in Earth system models.

Published
2011

Catalog

Books, media, physical & digital resources
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