Biodiversity, biogeography and life history of ground-dwelling spiders (Araneae) in the Yukon Territory, Canada

• Main Author: Bowden, Joseph
• Other Authors: Christopher Buddle (Supervisor)
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: McGill University 2011
• Subjects: Biology - Ecology; Arctic; Canada; Fosse; Yukon; Arctique*; Climate change; toundra; Tundra
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=103653

Spiders (Arachnida: Araneae) are one of the most diverse and abundant taxa in the Arctic and are affected by fine scale changes in their environment, including temperature, precipitation, and habitat structure. This thesis describes research that occurred across the boreal forest tundra transition zone in the Yukon Territory, Canada. This study system provides an opportunity to test hypotheses about biogeographic patterns and determinants of diversity and life history of spiders in the north. There were four objectives of this research: first, to determine which environmental factors most influence spider assemblage structure (i.e., composition, richness, abundance) at a regional scale in the Arctic; second, to understand patterns of spider assemblages across latitudinal and elevational gradients; third, to understand relationships of life history traits (i.e., body size, body condition, fecundity, reproductive effort) and some of the factors (i.e., density, parasitism, developmental timing) that might influence these traits; and fourth, to determine the effects of elevation on life history traits (i.e., body size, fecundity) in the region. I employed the use of pitfall traps and visual surveys to collect ground-dwelling spiders across latitude and elevation at a regional scale spanning the boreal forest tundra transition zone. My results show that, at a regional extent, spatially structured changes in vegetation best explain the patterns of spider assemblage structure. Elevation has significant effects on spider composition, species richness and overall abundance, but species-specific responses differed along the gradient. For wolf spiders (Lycosidae), female body size best explained variation in fecundity and body condition was the best predictor for relative reproductive effort. I found evidence for egg size-number tradeoffs and very high incidence of parasitism in some populations (e.g., 52% of individual egg sacs) of the species studied. I found that body size (which is correlated with fecundity) varies with elevation, between the sexes and among species. This thesis provides quantitative data about the regional biogeography of arctic spider assemblages, as well as relationships between life history traits for northern wolf spiders. These data can also serve as a foundation upon which to develop and test hypotheses in the contexts of biodiversity, biogeography, life history and climate change in the Arctic. Les araignées (Arachnida: Araneae) font partie des taxons les plus riches et abondants en Arctique et sont affectées par les changements environnementaux à faible échelle. Cette thèse décrit les recherches menées dans le territoire du Yukon, Canada, au niveau de la transition entre la forêt boréale et la toundra. Ce système d'étude nous donne l'opportunité de déterminer les patrons biogéographiques de diversité et d'histoires de vies des araignées. Quatre objectifs ont été poursuivis lors de cette étude. Premièrement, déterminer les facteurs environnementaux influençant le plus la structure des assemblages d'araignées (c.-à-d., composition, richesse spécifique, abondance) à l'échelle régionale en Arctique. Deuxièmement, comprendre les patrons d'assemblages d'araignées le long de gradients d'altitude et de latitude. Troisièmement, comprendre les relations entre les traits d'histoire de vie (c.-à-d., taille, condition, fécondité, effort reproductif) et certains des facteurs pouvant potentiellement influencer ces traits (c.-à-d., densité, parasitisme, chronologie du développment). Enfin, déterminer les effets de l'altitude sur les traits d'histoire de vie (c.-à-d., taille et fécondité) à l'échelle régionale. J'ai utilisé des pièges fosse et des collectes visuelles afin de collecter les araignées du sol sur une région couvrant la zone de transition entre la forêt boréale et la toundra. Mes résultats montrent qu'à l'échelle régionale, ce sont les changements géographiques de végétation qui expliquent le mieux la structure des assemblages d'araignées. L'élévation a également un effet significatif sur la composition, la richesse spécifique et l'abondance des araignées mai les réponses de chaques espèces à ce gradient sont variables. Chez les araignées-loup (Lycosidae), la taille des femelles est le meilleur prédicteur de leur fécondité, mais la condition explique le mieux les variations d'effort reproductif. J'ai également mis en évidence un équilibre entre le nombre et la taille des oeufs ainsi qu'une forte incidence de parasitisme (p. ex., 52 % par sac d'oeufs) chez certaines populations. J'ai enfin montré que la taille, étant corrélée à la fécondité, varie avec l'altitude. Cet effet n'est cependant pas équivalent selon l'espèce ou le sexe des individus considérés. Les recherches présentées dans cette thèse nous ont permis d'obtenir des données quantitatives sur la biogéographie régionale des assemblages d'araignées et d'apporter des informations sur les traits d'histoire de vie des araignées-loup nordiques. Ces données pourront servir de base afin de développer et tester de nouvelles hypothèses sur la manière dont la biodiversité, sa répartition biogéographique et ses traits d'histoire de vie, sont affectés par le changement climatique.