On the role of enemies in divergence and diversification of prey: a review and synthesis

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Abstract:

Understanding the contribution of ecological interactions to the origin and maintenance of diversity is a fundamental challenge for ecologists and evolutionary biologists, and one that is currently receiving a great deal of attention. Natural enemies (e.g., predators, parasites, and herbivores) are ubiquitous in food webs and are predicted to have significant impacts on phenotypic diversity and on speciation, and extinction rates of their prey. Spurred by the development of a theoretical framework beginning in the late 1970s, there is now a growing body of literature that addresses the effects of enemy–prey interactions on the evolution of prey. A number of theoretical models predict that enemies can produce phenotypic divergence between closely related species, even in the absence of interspecific competition for resources. Effects on diversification of prey are more variable, and enemies may either enhance or depress speciation and extinction rates of their prey. Empirical evidences from a number of study systems, notably those involving predators and prey in aquatic environments and interactions between insects and flowering plants, confirm both predictions. There is now considerable evidence for the role of enemies, especially those that are size-selective or use visual cues when identifying suitable prey, on phenotypic divergence of sympatric and allopatric taxa. Enemies may spur diversification rates in certain groups under some circumstances, and hinder diversification rates in other cases. I suggest that further research should focus on the role of enemies in diversification of prey, with significant insights likely to be the product of applying traditional experimental approaches and emerging comparative phylogenetic methods.

La compréhension de la contribution des interactions écologiques à l'origine et au maintien de la diversité est un défi fondamental pour les écologistes et les biologistes de l'évolution; c'est une question qui reçoit beaucoup d'attention actuellement. Les ennemis naturels (c.-à.-d. les prédateurs, les parasites et les herbivores) sont omniprésents dans les réseaux alimentaires et ont, croit-on, un impact significatif sur la diversité phénotypique, ainsi que sur la spéciation et les taux d'extinction de leurs proies. Sous l'impulsion du cadre théorique développé à partir de la fin des années 1970, il existe actuellement un nombre croissant de publications qui s'intéressent aux effets des interactions ennemis–proies sur l'évolution des proies. Plusieurs modèles théoriques prédisent que les ennemis peuvent susciter une divergence phénotypique chez des espèces fortement apparentées, même en l'absence de compétition interspécifique pour les ressources. Les effets sur la diversification des proies sont plus variables et les ennemis peuvent augmenter ou réduire les taux de spéciation et d'extinction de leurs proies. Des données empiriques obtenues dans plusieurs systèmes d'étude, en particulier celles qui traitent de prédateurs et de proies dans les milieux aquatiques et des interactions entre les insectes et les plantes à fleurs, confirment ces deux prédictions. Il y a actuellement beaucoup d'information sur le rôle des ennemis, en particulier ceux qui font une sélection en fonction de la taille ou qui utilisent des signaux visuels pour identifier des proies adéquates, sur la divergence phénotypique des taxons sympatriques et allopatriques. Les ennemis peuvent accélérer les taux de diversification chez certains groupes sous certaines conditions et les ralentir dans d'autres cas. Les recherches futures devraient s'attaquer au rôle des ennemis dans la diversification des proies; les perspectives nouvelles significatives seront vraisemblablement le fruit de l'application des approches expérimentales traditionnelles et des méthodes de phylogénétique comparée qui se développent actuellement.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2005

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