Evaluating determinants of freshwater fishes geographic range sizes to inform ecology and conservation Juan Carvajal-Quintero To cite this version: Juan Carvajal-Quintero. Evaluating determinants of freshwater fishes geographic range sizes to inform ecology and conservation. Biodiversity. Université Paul Sabatier - Toulouse III; Instituto de ecología A.C (Xalapa, Veracruz, Mexique), 2020. English. NNT : 2020TOU30090. tel-03098488 HAL Id: tel-03098488 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03098488 Submitted on 5 Jan 2021 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. THÈSE En vue de l’obtention du DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE Délivré par l'Université Toulouse 3 - Paul Sabatier Cotutelle internationale : Instituto de Ecología A.C. Présentée et soutenue par JUAN CARVAJAL-QUINTERO Le 9 octobre 2020 Évaluation des déterminants de l'aire de répartition des poissons d'eau douce pour éclairer leur écologie et conservation Ecole doctorale : SEVAB - Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques et Bioingenieries Spécialité : Ecologie, biodiversité et évolution Unité de recherche : EDB - Evolution et Diversité Biologique Thèse dirigée par Thierry OBERDORFF et Fabricio Villalobos Jury M. David NOGUéS-BRAVO, Rapporteur M. Paulo PETRY, Rapporteur Mme Elizabeth ANDERSON, Examinatrice M. Sébastien BROSSE, Examinateur M. Pablo TEDESCO, Examinateur M. Fabien LEPRIEUR, Examinateur M. Thierry OBERDORFF, Directeur de thèse M. Fabricio VILLALOBOS, Co-directeur de thèse To Javier A. Maldonado Ocampo (Nano) Acknowledgements First of all, I want to thank my co-directors Pablo, Fabricio, and Thierry for their continuous support during my PhD. Thank you for ALWAYS being willing to solve my questions and offer me a guide in the moments that I was lost in my seas of ideas and data. Thanks to Pablo for the serenity that he always transmitted to me to face the challenges, to Fabricio for his enthusiasm and vibrant energy to explore new ideas, to Thierry for his objectivity in all our discussions. Thank you very much to David Nogues Bravo, Paulo Petry, Carla Gutierrez, Andres Lira, Elizabeth Anderson, Fabien Leprieur and Sebastien Brosse for being reviewers and/or members of the thesis jury. Your comments will be very important to improve this manuscript and to broaden and strengthen the foundations of the line of research that I am building. Many thanks to Gaël Grenouillet and Alejandro Espinosa, members of my thesis committee, for their advice and opinions during the 8 thesis committees, a great proof of patience! I am very grateful to the following institutions for their financial and logistical support to carry out my thesis: Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Mexico (CONACYT), Office français de la biodiversité (OFB), INECOL A.C., Université Paul Sabatier, Laboratoire Évolution et Diversité Biologique, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Society for Conservation Biology (SCB), Labex Tulip, y los proyectos AMAZONFISH y ODYSSEUS (ERANetLAC and BiodivERsA founded projects respectively). Mil gracias a Ana por su amor, compañía, incondicionalidad y alegría durante este tiempo, sin duda fue un viaje inolvidable. A mi familia porque a pesar de no entender mi trabajo y el porqué lo estoy haciendo siempre me han apoyado. A Javier Maldonado Ocampo por haberme transmitido su pasión para estudiar los peces dulceacuícolas, esperó poder transmitir todas tus enseñanzas y el legado que dejaste en mi vida y en mi carrera científica. Eternamente agradecido! Descansa con los peces… To all the people who have advised and mentored me in my academic training, especially Federico Escobar, Luz Fernanda Jiménez and Stephanie Januchowski A Jorge Garcia-Melo por sus fotos, las cuales utilicé en esta tesis y mi defensa. Estas fotos hacen parte del proyecto CaVfish Colombia. Merci beaucoup à tous les amis de l'EDB (y compris Kathe qui s'est infiltré) de m'avoir accueilli pendant ces trois années, de m'avoir montré l'inconditionnalité de l'amitié française, de m'avoir appris à parler français, et pour faire le silence tous les jours pendant ma sieste :) Gracias a los carnales y carnalas del INECOL y del laboratorio de Macroecología Evolutiva. Los años que pasé en Xalapita la Bella durante mi maestría y principios de mi doctorado siempre estarán en mi mente gracias a ustedes. À Dominique, Elisabeth, Florence et Claudine pour m'avoir guidé dans la bureaucratie française. Vous faites un travail magnifique. A Berthita, Ingrid y Mónica por haberme guiado en la burocracia Mexica y por simpre tener una sonrisa de buenos días! Table of contents CHAPTER 1 ‒ General introduction ....................................................................................... 10 Geographic range size .......................................................................................................... 10 Historical context: From the biodiversity distribution to the species geographic range ...... 11 Determinants of species geographic range size: going from potential drivers to quantification of interacting forces. ...................................................................................... 18 Geographic range size of freshwater fishes .......................................................................... 22 Geographic range size in conservation ................................................................................. 24 Range - body size relationship, and its implications for conservation ................................. 25 Current conservation status of freshwater fishes .................................................................. 26 Thesis .................................................................................................................................... 30 Objective of the thesis ....................................................................................................... 30 Thesis structure ................................................................................................................. 30 Biodiversity data of freshwater fishes ............................................................................... 31 CHAPTER 2 ‒ Drainage network position and historical connectivity explain global patterns in freshwater fishes range size ................................................................................................. 33 Abstract ................................................................................................................................. 34 Significance .......................................................................................................................... 34 Introduction .......................................................................................................................... 35 Results .................................................................................................................................. 37 Discussion ............................................................................................................................. 41 Methods ................................................................................................................................ 44 Supporting Information ........................................................................................................ 50 CHAPTER 3: Does the lower limit of the range-body size relationship represents the minimum viable range of the species? ..................................................................................... 89 Abstract ................................................................................................................................. 90 Introduction .......................................................................................................................... 91 Methods ................................................................................................................................ 94 Results .................................................................................................................................. 97 Discussion ............................................................................................................................. 99 Supporting information ....................................................................................................... 103 8 CHAPTER 4 ‒ Damming Fragments Species’ Ranges and Heightens Extinction Risk ....... 112 Abstract ............................................................................................................................... 113 Introduction ........................................................................................................................ 114 Methods .............................................................................................................................. 116 Results ................................................................................................................................ 119 Discussion ..........................................................................................................................