Trophic roles determine coral reef fish community size structure

Relationships between abundance--body size and trophic position--body size can reveal size structuring in food webs and test ecological theory. Although there is considerable evidence of size structuring in temperate aquatic food webs, little is known about the structure of tropical coral reef food webs. Here, we use underwater visual-census data and nitrogen stable isotope analysis to test if coral reef fish communities (i) are size structured and (ii) follow metabolic scaling rules. After examining individuals from over 160 species spanning four orders of magnitude in body size, we show that abundance scaled negatively with body size and, as predicted, individuals sharing energy through predation (carnivorous fishes) scaled more steeply than those individuals sharing a common energy source (herbivorous fishes). Estimated size spectra were, however, shallower than predicted by metabolic theory. Trophic position scaled positively with body size across species and across individuals, providing novel evidence of size structuring in a diverse tropical food web. Size-based approaches hold great promise for integrating the complexities of food webs into simple quantitative measures, thus providing new insights into the structure and function of aquatic ecosystems. Resume : Les relations entre abondance et taille du corps et entre position trophique et taille du corps peuvent reveler une structuration des tailles dans les reseaux trophiques et permettre de valider des theories ecologiques. Si la preuve a l'appui d'une structuration des tailles dans les reseaux trophiques aquatiques temperes est considerable, les connaissances sur la structure des reseaux trophiques de recifs de corail tropicaux sont tres limitees. Nous utilisons des donnees de recensement visuel sous l'eau et d'analyse des isotopes stables d'azote pour verifier si les communautes de poissons de recifs coralliens (i) sont structurees selon la taille et (ii) suivent des regles d'echelle metaboliques. L'examen d'individus de plus de 160 especes couvrant quatre ordres de grandeur de taille du corps demontre que l'abondance varie selon une relation d'echelle negative par rapport a la taille du corps et, comme prevu, les individus qui s'echangent de l'energie par l'entremise de la predation (les poissons carnivores) changent d'echelle plus abruptement que ceux qui partagent une meme source d'energie (les poissons herbivores). Les spectres de tailles estimes sont toutefois moins abrupts que le predit la theorie metabolique. L'echelle de position trophique est positivement reliee a la taille du corps pour toutes les especes et tous les individus, ce qui fournit de nouvelles preuves d'une structuration des tailles dans un reseau trophique tropical diversifie. Les approches basees sur la taille sont tres prometteuses pour ce qui est d'integrer les complexites des reseaux trophiques en des mesures quantitatives simples, jetant ainsi un nouvel eclairage sur la structure et la fonction des ecosystemes aquatiques. [Traduit par la Redaction]
Introduction Elucidating the structure of natural food webs can provide fundamental insight into ecosystem dynamics, including energy fluxes (Lindeman 1942; Rooney et al. 2008), trophic cascades (Bascompte et al. 2005; [...]