Characterization and comparison of poorly known moth communities through DNA barcoding in two Afrotropical environments in Gabon

Biodiversity research in tropical ecosystems--popularized as the most biodiverse habitats on Earth--often neglects invertebrates, yet invertebrates represent the bulk of local species richness. Insect communities in particular remain strongly impeded by both Linnaean and Wallacean shortfalls, and identifying species often remains a formidable challenge inhibiting the use of these organisms as indicators for ecological and conservation studies. Here we use DNA barcoding as an alternative to the traditional taxonomic approach for characterizing and comparing the diversity of moth communities in two different ecosystems in Gabon. Though sampling remains very incomplete, as evidenced by the high proportion (59%) of species represented by singletons, our results reveal an outstanding diversity. With about 3500 specimens sequenced and representing 1385 BINs (Barcode Index Numbers, used as a proxy to species) in 23 families, the diversity of moths in the two sites sampled is higher than the current number of species listed for the entire country, highlighting the huge gap in biodiversity knowledge for this country. Both seasonal and spatial turnovers are strikingly high (18.3% of BINs shared between seasons, and 13.3% between sites) and draw attention to the need to account for these when running regional surveys. Our results also highlight the richness and singularity of savannah environments and emphasize the status of Central African ecosystems as hotspots of biodiversity. Key words: community ecology, DNA barcodes, Lepidoptera, taxonomic deficit, tropical Africa. La recherche sur la biodiversite dans les ecosystemes tropicaux--presentes comme les habitats les plus riches en biodiversite sur la Terre--neglige souvent les invertebres qui constituent pourtant la part la plus importante de cette richesse en especes. Les communautes d'insectes en particulier sont particulierement affectees par les lacunes de connaissances, tant d'un point de vue taxonomique (le deficit Linneen) que du point de vue de notre comprehension de la distribution des especes (le deficit Wallaceen), de telle maniere que l'identification des especes demeure un defi considerable, limitant l'utilisation de ces de ces organismes comme indicateurs dans le cadre d'etudes d'ecologie et de conservation. Dans ce travail, les auteurs utilisent les codes-barres ADN comme alternative a l'approche taxonomique conventionnelle pour caracteriser et comparer la diversite des communautes de papillons de nuit au sein de deux ecosystemes contrastes au Gabon. Bien que l'echantillonnage demeure tres incomplet, comme en temoigne la grande proportion (59 %) d'especes presentes sous forme de singleton, les resultats revelent une diversite extraordinaire. Avec ses 3500 specimens sequences, lesquels englobent 1385 BIN (<< Barcode Index Number >>, assimiles a des especes) au sein de 23 familles, la diversite des papillons de nuit au sein des deux sites echantillonnes est plus elevee que le nombre total d'especes jusqu'alors repertoriees pour le pays entier. Ceci souligne les lacunes enormes en matiere de connaissance de la biodiversite de ce pays. Le taux de remplacement des especes, tant saisonnier que spatial, est etonnamment eleve (18,3 % des BIN partages entre saisons, 13,3 % entre les deux sites), ce qui indique la necessite d'en tenir compte lors de la realisation d'inventaires regionaux. Ces resultats soulignent egalement la richesse et la singularite des savanes et font ressortir le fait que les ecosystemes de l'Afrique Centrale constituent des zones extremement riches en biodiversite. Mots-cles : ecologie des communautes, codes-barres ADN, lepidopteres, deficit taxonomique, Afrique tropicale.
Introduction Tropical ecosystems host unrivalled species richness (Kier et al. 2005; Myers 1984; Myerset al. 2000),a fact that has long captivated public attention and raised concerns about the way to [...]