1. Cascading effects of moth outbreaks on subarctic soil food webs
- Author
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Heidy Schimann, Lucie Zinger, Mickaël Hedde, Wilfried Thuiller, Arnaud Foulquier, Irene Calderón-Sanou, Mélanie Roy, Marc Ohlmann, Sara Si-Moussi, Nigel G. Yoccoz, Tamara Münkemüller, Ludovic Gielly, Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA ), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecologie des forêts de Guyane (UMR ECOFOG), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Université de Guyane (UG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), The Arctic University of Norway [Tromsø, Norway] (UiT), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - 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), Laboratoire de Mathématiques (LAMA), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Evolution et Diversité Biologique (EDB), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto Franco-Argentino sobre Estudios de Clima y sus Impactos [Buenos Aires] (IFAECI), Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-16-CE02-0009,GlobNets,Biogéographie globale des réseaux écologiques des forêts du monde(2016), THUILLER, Wilfried, Biogéographie globale des réseaux écologiques des forêts du monde - - GlobNets2016 - ANR-16-CE02-0009 - AAPG2016 - VALID, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), The Arctic University of Norway (UiT), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-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 National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), 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)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
0106 biological sciences ,0301 basic medicine ,Food Chain ,Ecosystem ecology ,Science ,Biodiversity ,Moths ,Biology ,Poaceae ,010603 evolutionary biology ,01 natural sciences ,Article ,03 medical and health sciences ,Mycorrhizae ,Animals ,Ecosystem ,Relative species abundance ,Betula ,Trophic level ,Multidisciplinary ,Defoliants, Chemical ,Ecology ,Plant community ,[SDV.EE.IEO] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis ,15. Life on land ,Subarctic climate ,[SDE.BE] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology ,030104 developmental biology ,Disturbance (ecology) ,Ecological networks ,Medicine ,Omnivore ,[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology ,Environmental Pollution ,[SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis - Abstract
The increasing severity and frequency of natural disturbances requires a better understanding of their effects on all compartments of biodiversity. In Northern Fennoscandia, recent large-scale moth outbreaks have led to an abrupt change in plant communities from birch forests dominated by dwarf shrubs to grass-dominated systems. However, the indirect effects on the belowground compartment remained unclear. Here, we combined eDNA survey of multiple trophic groups with network analyses to demonstrate that moth defoliation has far-reaching consequences on soil food webs. Following this disturbance, diversity and relative abundance of certain trophic groups declined (e.g. ectomycorrhizal fungi) while many others profited (e.g. bacterivores, omnivores) making soil food webs more diverse and structurally different. Overall, the direct and indirect consequences of moth outbreaks increased belowground diversity at different trophic levels. Our results highlight that a holistic view of ecosystems improves our understanding of cascading effects of major disturbances on soil food webs.
- Published
- 2021
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