In 2011, Texas experienced the worst drought in recorded history. This has escalated concerns regarding environmental flows needed to sustain freshwater and estuarine systems as human needs are addressed during drought periods. In this thesis, I analyze fish assemblages and water quality variables in order to observe the effects of drought in the lower Neches River below the saltwater barrier located upstream from Beaumont, Texas. Fish and water quality samples were taken during drought conditions during fall 2011 and summer 2012, after a season of rain. During fall 2011, sites surveyed above the barrier had lower salinity but similarly low dissolved oxygen (DO) levels compared with sites surveyed below the barrier. Salinity levels during fall 2011 were relatively high (reaching up to 15 ppt), whereas salinity during summer 2012 never rose above 1.5 ppt. For gillnet samples obtained during fall 2011, fish species richness was higher in December following a series of rain events than during drought conditions in October and November. Although fish species richness was similar between fall 2011 and summer 2012, species composition varied greatly. For seine samples obtained during summer 2012, species richness was higher during May and July (when the barrier was open) than during June and August (when the barrier was closed). Species richness was lowest for sites in closest proximity to a paper mill effluent discharge pipe located below the barrier. Also, species richness was higher at sites above the barrier than at sites below the barrier regardless of whether or not the barrier was closed. Multivariate statistical analyses of gillnet samples revealed a large amount of compositional overlap among fish assemblages, regardless of time period and location; however, analyses of seine samples revealed that fish assemblages above the barrier were different than those from samples obtained below the barrier and that fish assemblages varied based on time period. Results indicate that, during periods of low flow, water quality deteriorates in the Lower Neches River below the saltwater barrier. During these periods of environmental degradation, fish assemblages have reduced diversity and sensitive freshwater species decline in abundance, with some absent from survey samples.

Wetlands contain both aquatic and terrestrial environments which generates high biodiversity. However, they are commonly associated with mosquitoes (Diptera: Culicidae), and mosquitoes are usually regarded as negative by humans because they can cause nuisance and transmit diseases. This thesis aimed to clarify the association between mosquitoes and wetlands and to achieve a more balanced view of biodiversity in wetlands by including mosquito diversity. Studies on adult mosquito diversity and assemblages were performed in 18 wetlands spread over Sweden. The Swedish mosquito species were organized in ten functional groups based on four life-history characteristics. This classification was used as an additional diversity measurement and as a tool for presentation of mosquito data. Mosquito diversity showed several of the well-established diversity patterns such as a latitudinal gradient, a species-area relationship and a distribution-abundance relationship. In a landscape perspective, diversity of both mosquitoes and dytiscids (Coleoptera: Dytiscidae) were positively influenced by a high proportion of permanent water and a high amount of open areas, indicating co-varying diversity patterns. Mosquito assemblages in the Nedre Dalälven region were mainly structured by the extent of flooded areas and wetland type (wet meadow, swamp and bog). In addition to the influence of the proportion of temporary wetlands at a local scale, the proportion of forest gained importance at larger spatial scales and in relation to dispersal distances of species. In southern Sweden, mosquito faunas differed between natural and constructed wetlands, partly reflecting differences in wetland size. In an experiment, different responses of two co-occurring mosquito species to rapid larval habitat desiccation indicate that weather conditions after a flood could influence mosquito assemblages. The conclusions of this thesis provide suggestions on how to construct and position wetlands for increased insect diversity, and indicate that low abundance of major nuisance species might be crucial for acceptance of wetlands near human settlements.

Ants are ecologically important, environmentally sensitive, widespread, and abundant, yet ant assemblages of many habitats remain poorly understood. Ants in inland barrens of New York State (NY) barely have been studied, but the limited data suggest such habitats are likely to support uncommon ant species and high species density for the region. To increase knowledge of these assemblages, I systematically collected ants from three inland barrens systems in NY, to create species lists and measure species density. I also investigated how hiking trails — a common man-made disturbance — may be impacting ant assemblages in these early-successional, disturbance-dependent ecosystems. My data strongly indicate uncommonly high densities of ant species in NY pine barrens, including the most northern known occurrences of some species, and show that ant assemblage composition and species density are altered on hiking trails relative to managed barrens habitat bordering the trails. I conclude that monitoring ants on hiking trails could provide valuable information, particularly on disturbance-tolerant species, and an opportunity for visitor participation and citizen science programs that could detect additional rare species.

L’inventaire in situ des gorgones des Petites Antilles françaises dans les années 80 a permis de lister 46 espèces jusqu’à 55m et six taxons exclusivement profonds. Cinq espèces sont signalées pour la première fois. Bien que les gorgones puissent être abondantes et pèsent sur la conservation des écosystèmes et paysages, elles sont peu prises en considération. Pourtant, l’intérêt des humains pour ces organismes n’est pas nouveau. La première partie est donc une approche culturelle. Les conceptions et savoirs liés au contexte idéologique et aux usages locaux ont évolué entre mythe et rationnel. Les gorgones sont devenues des objets de science au XVIIIè s. traitées par l’Histoire Naturelle puis par une approche pluridisciplinaire. Les enquêtes ethnographiques auprès des usagers de la mer confrontés aux mesures de protection révèlent leurs perceptions et connaissances. Mais pour la gestion (évaluation et suivi) ou la recherche, l’expertise taxinomique est fondamentale. La seconde partie aborde donc la systématique et soumet : 1) Les mises en synonymie des éventails de mer Gorgonia ventalina et G. flabellum et du couple Pterogorgia anceps et P. citrina 2) L’élévation des sous-genres Eunicea et Euniceopsis au rang de genres 3) La description d’une espèce d’Eunicea présumée nouvelle 4) La reconnaissance de complexes d’espèces. La pertinence des critères taxinomiques est discutée. De plus, ce travail apporte des données sur la distribution et les assemblages de gorgones. De façon générale, elles constituent une référence avant l’accélération des perturbations locales et globales qui conduisent à des changements récents affectant les paysages et le fonctionnement des écosystèmes. / In the 80's the inventory in situ of the gorgonians in French Lesser Antilles leads to the knowledge of 46 species up to 55 m and six other ones deep. For the first time, five new species have been discovered in these geographical zones. The gorgonians are widespread in the shallow waters. They positively act on the ecosystems but they are not particularly taken into account for conservation of marine areas. However they are of great interest for humans since a long time. The first part of this work is therefore a cultural approach. It consists in describing the evolution in the way of seeing the gorgones. They were scientifically studied from the XVIIIth century and they were afterward noticed by multidisciplinary fields. Ethnological surveys on the users of the sea are interesting but the taxonomic expertise is inevitable for the management issues and researches upon marines ecosystems. Thus, the second part describes the systematic of caribbean gorgonians and submits 1) The sea fans Gorgonia ventalina and G. flabellum and the sister species Pterogorgia anceps and P. citrina are synonymous 2) The rise of the sub-genus Eunicea and Euniceopsis to genus level 3) The description of a new Eunicea species 4) The recognition of species complexes. Each taxonomical feature is analyzed and discussed. Datas of this work are a baseline before local and worldwide changes which affect the landscapes and the marine ecosystems functioning.

<p dir="ltr">North American beaver are ecosystem and habitat altering mammals with a wide distribution in North America. Beaver are associated with bodies of fresh water while utilizing riparian habitat by foraging on woody and herbaceous, terrestrial and aquatic vegetation, as well as creating lodges, dams, dens, and scent mounds. Chain O’Lakes State Park was chosen as a study area for surveying beaver activity and woody species communities. The aim of the study was to better understand the relationship between beaver, and specifically, the woody vegetation in their foraging and home range. There is a large swath of habitat that beaver can utilize and alter within Chain O’Lakes State Park including the lakes, streams, and forests that attract visitors. The factors that have been found to influence beaver utilization in Chain O’Lakes State Park (and North America at large) are woody species community composition, abundance of heavily preferred woody species, as well as a combination of both an absence of predators and an abundance of aquatic vegetation. Based on the distribution of heavily, occasionally, and rarely preferred woody species across the understory (new individuals) and overstory (mature individuals) stratum an inference can be made that most of the riparian habitat around the lakes will continue to and/or shift into a higher proportion of species that beaver heavily select. A minority of the habitat shall shift away from those species and towards rarely and/or occasionally selected species. I will provide USDA APHIS Wildlife Services that play a wildlife management role in Chain O’Lakes State Park with the survey information detailing how beaver and their structures interact with the ecosystem, hypothesized methods for preserving the woody species that are targeted by beaver foraging within the park, and supplementary information that may aid in maintaining the riparian habitats for the benefit of park’s biodiversity and wildlife persistence while continuing to provide an enriched experience within Northwest Indiana with the potential to inform the greater collection of parks and maintained land at large.</p>

L’urbanisation est reconnue comme la cause principale de l’homogénéisation biotique à grande échelle. L’objectif de ce mémoire de maîtrise est de comprendre cette relation à une échelle locale dans une perspective d’assemblage des communautés. Des inventaires floristiques ont été effectués dans quatre microhabitats (haies, bases de mur, clôtures entretenues et non entretenues) et un mesohabitat (friches) répartis le long de trois niveaux locaux d’urbanisation dans les villes de Montréal et Québec. La richesse taxonomique et fonctionnelle ainsi que la diversité bêta taxonomique et fonctionnelle ont été comparées parmi les traitements (villes, niveaux locaux d’urbanisation, habitats). Nos résultats indiquent que l’urbanisation ne mène pas à l’homogénéisation régionale ou locale des communautés, et ce, dans la mesure où il n’y avait ni convergence dans la composition taxonomique entre les deux villes ni changement de diversité bêta le long du gradient d’urbanisation. Cependant, la ville la plus urbanisée (Montréal) présentait une diversité bêta inférieure à la ville la moins urbanisée (Québec), tandis que les habitats avec un niveau d’entretien faible étaient habituellement moins homogènes que les habitats avec un niveau d’entretien élevé. Finalement, nos résultats soulignent la nécessité d'établir des stratégies de conservation de la flore indigène dans les habitats semi-naturels en milieu urbain, puisque les espèces indigènes étaient fonctionnellement plus diversifiées entre les villes et au sein de celles-ci que l’étaient les espèces exotiques. / Urbanization is recognized as an important driver of broad scale biotic homogenization. This study aim is to understand this relation at local scale while integrating concepts of community assembly. Species plant composition was surveyed along three levels of local urbanization in four microhabitats (hedgerows, wall bases, maintained and unmaintained fences) and in one mesohabitat (wastelands) within Montréal and Québec cities. We compared species and functional richness as well as taxonomic and functional beta diversity among treatments (cities, local levels of urbanization, habitats). Our results did not support homogenization associated with urbanization at either large or local scales, as we did not find any convergence in plant composition between cities nor any change of beta diversity along the urbanization gradient within cities. However, the overall most urbanized city (Montréal) had lower beta diversity than the less urbanized one (Québec) while highly managed habitats were usually more homogeneous than the less managed ones. Finally, our results stress the need to establish conservation strategies of native flora in semi-natural habitats in urban areas since we demonstrated that native species in wastelands were functionally more diverse between cities than exotic species.

Les changements climatiques et leurs impacts sur la biodiversité font aujourd'hui l'objet d'une attention croissante de la part de la communauté scientifique et des gestionnaires des écosystèmes naturels. En effet, le climat influence la biologie et l'écologie des espèces animales et végétales, depuis leur physiologie jusqu'à leur répartition. Les modifications climatiques pourraient donc avoir des répercussions importantes sur les espèces et les assemblages. Au sein des écosystèmes aquatiques continentaux, les poissons de rivière sont des organismes incapables de réguler leur température corporelle et soumis à une variabilité hydrologique importante ainsi qu'à de fortes pressions anthropiques. Leur réponse aux modifications du climat actuelles et à venir a pourtant été encore peu abordée. L'objectif de ce travail de thèse est donc d'évaluer les impacts potentiels du changement climatique sur les poissons des rivières françaises, et plus particulièrement sur la distribution des espèces et la structure des assemblages. Des données fournies par l'Office National de l'Eau et des Milieux Aquatiques ainsi qu'une approche de modélisation basée sur les niches écologiques des espèces (i.e., modèles de distribution) ont été utilisées. Différentes sources d'incertitude ont également été testées dans une approche d'ensembles afin de prendre en compte la variabilité entre les impacts projetés et fournir ainsi une évaluation robuste de ces impacts. La première partie de ce travail a consisté en l'identification des principaux déterminants environnementaux qui structurent la répartition spatiale des espèces de poisson au sein des réseaux hydrographiques. Globalement, il apparaît qu'une combinaison de facteurs climatiques et de variables décrivant l'habitat local et la position des habitats au sein des réseaux hydrographiques est importante pour expliquer la distribution actuelle des espèces. De plus, les espèces ont toutes des réponses différentes aux facteurs de l'environnement. Dans un second temps, nous avons mis en évidence que le choix de la méthode statistique de modélisation de la niche écologique est crucial, les patrons actuels et futurs de distribution prédits étant fortement contrastés selon la méthode de modélisation considérée. Cette dernière s'avère même être la principale source d'incertitude dans les projections futures, bien plus encore que les modèles climatiques de circulation générale et les scénarios d'émission de gaz à effet de serre. La variabilité entre les prédictions issues de plusieurs techniques de modélisation peut être prise en compte par une approche de consensus. Un modèle consensuel basé sur la valeur moyenne de l'ensemble de prédictions est capable de prédire correctement la distribution actuelle des espèces et la composition des assemblages. Nous avons donc choisi de retenir cette approche pour évaluer au mieux les impacts potentiels du changement climatique sur les poissons des rivières françaises à la fin du 21ème siècle. Nous avons montré que la majorité des espèces de poisson pourrait être affectée par les futures modifications du climat. Seules quelques espèces d'eau froide (e.g. truite fario, chabot) pourraient restreindre leur distribution aux parties les plus apicales des réseaux hydrographiques. Au contraire, les espèces tolérant des températures plus élevées pourraient coloniser de nouveaux habitats et étendre ainsi leur répartition. Ces modifications de la distribution des espèces pourraient conduire à un réarrangement des assemblages au niveau taxonomique et fonctionnel. Une augmentation de la diversité locale et de la similarité régionale (i.e., homogénéisation) sont ainsi prédites simultanément. L'ensemble de ces résultats apporte donc des éléments sur la compréhension de la distribution des poissons d'eau douce et sur les conséquences du changement climatique qui peuvent être envisagées. Ce travail fournit ainsi une base aux acteurs de la gestion de la biodiversité afin d'initier des mesures de conservation concrètes. De plus, les considérations méthodologiques développées dans cette thèse sont une contribution importante à l'amélioration des projections issues de modèles statistiques de distribution et à la quantification de leur incertitude. / Climate change and its impact on biodiversity are receiving increasing attention from scientists and people managing natural ecosystems. Indeed, climate has a major influence on the biology and ecology of fauna and flora, from physiology to distribution. Climate change may thus have major consequences on species and assemblages. Among freshwater ecosystems, stream fish have no physiological ability to regulate their body temperature and they have to cope with streams' hydrological variability and strong anthropogenic pressures. Yet their response to current and future climate change has been poorly studied. The aim of this PhD thesis is to assess the potential impact of climate change on fish in French streams, mainly on species distribution and assemblages' structure. Data provided by the Office National de l'Eau et des Milieux Aquatiques combined with a modelling approach based on species' ecological niche (i.e., distribution models) have been used. Several sources of uncertainty have also been considered in an ensemble modeling framework in order to account for the variability between projected impacts and to provide reliable estimates of such impact. First, we have identified the main environmental factors that determine the spatial distribution of fish species within river networks. Overall, it appears that a combination of both climatic variables and variables describing the local habitat and its position within the river network is important to explain the current species distribution. Moreover, each fish species responded differently to the environmental factors. Second, we have highlighted that the choice of the statistical method used to model the fish ecological niche is crucial given that the current and future patterns of distribution predicted by different statistical methods vary significantly. The statistical method appears to be the main source of uncertainty, resulting in more variability in projections than the global circulation models and greenhouse gas emission scenarios. The variability between predictions from several statistical methods can be taken into account by a consensus approach. Consensual predictions based on the computation of the average of the whole predictions ensemble have achieved accurate predictions of the current species distribution and assemblages' composition. We have therefore selected this approach to assess the potential impacts of climate change on fish in French streams at the end of the 21st century with the highest degree of confidence. We have found that most fish species could be sensitive to the future climate modifications. Only a few cold-water species (i.e., brown trout, bullhead) could restrict their distribution to the most upstream parts of river networks. On the contrary, cool- and warm-water fish species could colonize many newly suitable habitats and expand strongly their distribution. These changes of species distribution could lead to a rearrangement of fish assemblages both at the taxonomic and functional levels. An increase in local diversity together with an increase in regional similarity (i.e., homogenization) are therefore expected. All these results bring new insights for the understanding of stream fish species distribution and expected consequences of climate change. This work thus provides biodiversity managers and conservationists with a basis to take efficient preservation measures. In addition, methodological developments considered in this PhD thesis are an important contribution to the improvements of projections by statistical models of species distribution and to the quantification of their uncertainty.

La zone économique exclusive Mauritanienne est le siège d’upwelling et constitue une zone de transition où cohabitent des espèces d’affinités tempérée et tropicale. Pour comprendre le comportement spatio-temporel des assemblages démersaux du point de vue de leur composition, structuration, distribution de probabilité et diversité face aux préoccupations écologiques. Les facteurs abiotiques contribuent à la structuration des assemblages démersaux persistants au cours du temps. Les effets de la pêche étaient relativement faibles. Les trajectoires temporelles entre les assemblages et les conditions environnementales ont été mises en évidence pour certaines années et des zones. Dans les types d’habitats, un groupe minoritaire d’espèces très agrégatives obéissant au modèle de distribution en log-séries de Fisher et un autre majoritaire peu ou pas du tout agrégatives obéissant au modèle de distribution binomiale négative tronquée ont été identifiés. La diversité spécifique peut être divisé en deux groupes distincts et complémentaires : la richesse spécifique et l'autre associé à l’équitabilité. Un seul composant de la diversité ne peut donc pas représenter la diversité des poissons démersaux de la zone étudiée. Les GLM des indices complémentaires ont montré essentiellement un effet temporel et l’interaction Année-Strates bathymétriques. Aucun effet de l’effort de pêche n’a été observé sur la richesse spécifique, ni de la concentration en chlorophylle sur l’équitabilité. Ce travail pourrait fournir aux gestionnaires et aux scientifiques des connaissances complémentaires sur la dynamique spatio-temporelle des assemblages démersaux exploités dans des écosystèmes d’upwelling. / The Mauritanian exclusive economic zone is the seat of an upwelling phenomenon and constitutes a transition zone where species of temperate and tropical affinities coexist. To understand the spatio-temporal behavior of demersal assemblages from the point of view of their composition, structure, distribution of probability and diversity faced to ecological concerns. Abiotic factors contribute in the structuring of persistent groundfish assemblages over time. The fishing effects were relatively low, although significant in some years and in some specific geographic areas. Temporal trajectories between groundfish assemblages and environmental conditions have been highlighted for some years and in some specific areas. In each type habitats, two species groups were identified: a minority group of species very aggregative well fitted by Fisher’s log-series distribution and another majority of species little or not aggregative well fitted by the truncated negative binomial distribution. Diversity indices analyzed reveal that this set can be split into two distinct and complementary groups: a group associated with the species richness and another group associated with evenness. One component of diversity may not represent the diversity of the groundfish in the study area. GLMs of complementary indices showed essentially a temporal effect and Bathymetric strata-Year interaction. No effect of fishing effort was observed on the species richness and neither was the concentration of chlorophyll a on the evenness. This work could provide managers and scientists to further knowledge on the spatio-temporal dynamics of groundfish species assemblages exploited in upwelling ecosystems.

An important goal of ecological studies is to identify and explain patterns or variation in species assemblages. Ecologists have discovered that global variation in the number of species in an assemblage relates strongly to climate, area, and topographic variability in terrestrial environments. Is the same true for other characteristics of species assemblages? The focus of this thesis is to determine whether species assemblage structure, defined primarily as the body mass frequency distributions and species abundance distributions relate in convergent ways to a set of a few environmental variables across broad spatial scales. First, I found that for mammals and trees most of their geographic variation across North and South America in assemblage structure is statistically related to temperature, precipitation, and habitat heterogeneity (e.g. different vegetation types) in convergent ways. I then examined bird assemblages across islands and continents. Despite the evolutionary and ecological differences between island and continental assemblages, I found that much of the variation in bird assemblage structure depends on temperature, precipitation, land area, and island isolation in congruent patterns in continent and island bird assemblages. Frank Preston modeled species richness based on the total number of individuals and the number of individuals of the rarest species. Building on Preston’s model, Chapter 2 hypothesized that gradients of diversity correlate with gradients in the number of individuals of the rarest species, which in turn are driven by gradients in temperature and precipitation. This hypothesis assumes that species abundance distributions relate to temperature and precipitation in similar ways anywhere in the world. I found that both the number of individuals of the rarest species (m) and the proportion of species represented by a single individual in samples of species assemblages (Φ) were strongly related to climate. Moreover, global variation in species richness was more strongly related to these measures of rarity than to climate. I propose that variation in the shape of the log-normal species abundance distribution is responsible for global gradients of species richness: rare species (reflected in m and Φ) persist better in benign climates. Even though body mass frequency distributions of assemblages show convergent patterns in relation to a set of a few environmental variables, the question remains as to what processes are responsible for creating the geographical variation in the body-size distribution of species. Several mechanisms (e.g. heat conservation and resource availability hypotheses) have been proposed to explain this variation. Chapter 5 tested and found no empirical support for the predictions derived from each of these mechanisms; I showed that species of all sizes occur across the entire temperature gradient. In conclusion, assemblage structure among various taxonomic groups across broad spatial scales relate in similar ways to a set of a few environmental variables, primarily mean annual temperature and mean annual precipitation. While the exact mechanisms are still unknown, I hypothesize several to explain the patterns of convergent assembly. Résumé Un but important de l'écologie est d'identifier et d'expliquer la variation de premier ordre dans les caractéristiques des assemblages d'espèces. Un des patrons ayant déjà été identifié par les écologistes, c'est que la variation mondiale de la richesse en espèces est liée à la variation du climat, de l'aire et de la topographie. Est-ce que d'autres caractéristiques des assemblages d'espèces peuvent être reliées à ces mêmes variables? Le but de cette thèse est de déterminer si la structure des assemblages d'espèces, ici définie comme la distribution des fréquences de masse corporelle ainsi que la distribution d'abondances des espèces, est reliée de manière convergente à un petit ensemble de variables environnementales, et ce, partout dans le monde. D'abord, j'ai déterminé que, pour les mammifères et les arbres, la majorité de la variation géographique dans la structure des assemblages d'espèces est reliée statistiquement à température, précipitation, et l’hétérogénéité du couvert végétal , et ce, de manière convergente pour l'Amérique du Nord et du Sud. Je me suis ensuite penché sur l'assemblage des oiseaux sur les îles et les continents. Malgré les larges différences évolutives et écologiques qui distinguent les îles des continents, je démontre que la majorité de la variation dans la structure des assemblages d'oiseaux dépend de la température, la précipitation, la superficie et l’isolation de façon congruente sur les îles et les continents. Frank Preston a modélisé la richesse en espèces d'une localité, basée sur le nombre total d'individus ainsi que le nombre d'individus de l’espèce la plus rare. En s'appuyant sur les modèles de Preston, Chapître 3 propose une nouvelle hypothèse voulant que les gradients de diversité dépendent des gradients du nombre d'individus de l’espèce la plus rare. Celle-ci dépend des gradients de température et de précipitation. Cette hypothèse repose sur le postulat que la distribution d’abondances des espèces dépend de la température et la précipitation, et ce, de la même manière n’importe où au monde. J’ai mis en évidence que le nombre d’individus de l’espèce la plus rare (m), ainsi que la proportion d’espèces représentées par un individu unique () dans des échantillons locaux étaient fortement reliés au climat. D’ailleurs, la variation globale de la richesse en espèces était plus fortement reliée à ces indices de rareté qu’au climat. Je propose que la variation dans la forme de la distribution log-normale d’abondances d’individus soit responsable des gradients mondiaux de richesse en espèces. En d’autres mots, les espèces rares (indiquées par m et ) persistent mieux dans des climats bénins. Malgré que la distribution des fréquences de masse corporelle des assemblages d'espèces soit liée de manière convergente à seulement quelques variables environnementales, la question demeure à savoir quels processus sont responsables des gradients géographiques de variation en masse corporelle des espèces. Plusieurs mécanismes ont été proposés pour expliquer cette variation. Dans Chapitre 5, j'ai testé les prédictions dérivées de chacun de ces mécanismes sans trouver de support empirique pour aucun. Je démontre aussi que des espèces de toutes tailles se retrouvent sur le gradient de température en entier. En conclusion, la structure des assemblages d'espèces, pour différents groupes taxonomiques et à travers le monde, est liée de façon similaire à un petit nombre de variables environnementales. Bien que les mécanismes soient encore inconnus, j'en propose plusieurs pouvant expliquer ces patrons d'assemblages convergents.

An important goal of ecological studies is to identify and explain patterns or variation in species assemblages. Ecologists have discovered that global variation in the number of species in an assemblage relates strongly to climate, area, and topographic variability in terrestrial environments. Is the same true for other characteristics of species assemblages? The focus of this thesis is to determine whether species assemblage structure, defined primarily as the body mass frequency distributions and species abundance distributions relate in convergent ways to a set of a few environmental variables across broad spatial scales. First, I found that for mammals and trees most of their geographic variation across North and South America in assemblage structure is statistically related to temperature, precipitation, and habitat heterogeneity (e.g. different vegetation types) in convergent ways. I then examined bird assemblages across islands and continents. Despite the evolutionary and ecological differences between island and continental assemblages, I found that much of the variation in bird assemblage structure depends on temperature, precipitation, land area, and island isolation in congruent patterns in continent and island bird assemblages. Frank Preston modeled species richness based on the total number of individuals and the number of individuals of the rarest species. Building on Preston’s model, Chapter 2 hypothesized that gradients of diversity correlate with gradients in the number of individuals of the rarest species, which in turn are driven by gradients in temperature and precipitation. This hypothesis assumes that species abundance distributions relate to temperature and precipitation in similar ways anywhere in the world. I found that both the number of individuals of the rarest species (m) and the proportion of species represented by a single individual in samples of species assemblages (Φ) were strongly related to climate. Moreover, global variation in species richness was more strongly related to these measures of rarity than to climate. I propose that variation in the shape of the log-normal species abundance distribution is responsible for global gradients of species richness: rare species (reflected in m and Φ) persist better in benign climates. Even though body mass frequency distributions of assemblages show convergent patterns in relation to a set of a few environmental variables, the question remains as to what processes are responsible for creating the geographical variation in the body-size distribution of species. Several mechanisms (e.g. heat conservation and resource availability hypotheses) have been proposed to explain this variation. Chapter 5 tested and found no empirical support for the predictions derived from each of these mechanisms; I showed that species of all sizes occur across the entire temperature gradient. In conclusion, assemblage structure among various taxonomic groups across broad spatial scales relate in similar ways to a set of a few environmental variables, primarily mean annual temperature and mean annual precipitation. While the exact mechanisms are still unknown, I hypothesize several to explain the patterns of convergent assembly. Résumé Un but important de l'écologie est d'identifier et d'expliquer la variation de premier ordre dans les caractéristiques des assemblages d'espèces. Un des patrons ayant déjà été identifié par les écologistes, c'est que la variation mondiale de la richesse en espèces est liée à la variation du climat, de l'aire et de la topographie. Est-ce que d'autres caractéristiques des assemblages d'espèces peuvent être reliées à ces mêmes variables? Le but de cette thèse est de déterminer si la structure des assemblages d'espèces, ici définie comme la distribution des fréquences de masse corporelle ainsi que la distribution d'abondances des espèces, est reliée de manière convergente à un petit ensemble de variables environnementales, et ce, partout dans le monde. D'abord, j'ai déterminé que, pour les mammifères et les arbres, la majorité de la variation géographique dans la structure des assemblages d'espèces est reliée statistiquement à température, précipitation, et l’hétérogénéité du couvert végétal , et ce, de manière convergente pour l'Amérique du Nord et du Sud. Je me suis ensuite penché sur l'assemblage des oiseaux sur les îles et les continents. Malgré les larges différences évolutives et écologiques qui distinguent les îles des continents, je démontre que la majorité de la variation dans la structure des assemblages d'oiseaux dépend de la température, la précipitation, la superficie et l’isolation de façon congruente sur les îles et les continents. Frank Preston a modélisé la richesse en espèces d'une localité, basée sur le nombre total d'individus ainsi que le nombre d'individus de l’espèce la plus rare. En s'appuyant sur les modèles de Preston, Chapître 3 propose une nouvelle hypothèse voulant que les gradients de diversité dépendent des gradients du nombre d'individus de l’espèce la plus rare. Celle-ci dépend des gradients de température et de précipitation. Cette hypothèse repose sur le postulat que la distribution d’abondances des espèces dépend de la température et la précipitation, et ce, de la même manière n’importe où au monde. J’ai mis en évidence que le nombre d’individus de l’espèce la plus rare (m), ainsi que la proportion d’espèces représentées par un individu unique () dans des échantillons locaux étaient fortement reliés au climat. D’ailleurs, la variation globale de la richesse en espèces était plus fortement reliée à ces indices de rareté qu’au climat. Je propose que la variation dans la forme de la distribution log-normale d’abondances d’individus soit responsable des gradients mondiaux de richesse en espèces. En d’autres mots, les espèces rares (indiquées par m et ) persistent mieux dans des climats bénins. Malgré que la distribution des fréquences de masse corporelle des assemblages d'espèces soit liée de manière convergente à seulement quelques variables environnementales, la question demeure à savoir quels processus sont responsables des gradients géographiques de variation en masse corporelle des espèces. Plusieurs mécanismes ont été proposés pour expliquer cette variation. Dans Chapitre 5, j'ai testé les prédictions dérivées de chacun de ces mécanismes sans trouver de support empirique pour aucun. Je démontre aussi que des espèces de toutes tailles se retrouvent sur le gradient de température en entier. En conclusion, la structure des assemblages d'espèces, pour différents groupes taxonomiques et à travers le monde, est liée de façon similaire à un petit nombre de variables environnementales. Bien que les mécanismes soient encore inconnus, j'en propose plusieurs pouvant expliquer ces patrons d'assemblages convergents.