Regional analysis of body size and population density in stream fish assemblages: testing predictions of the energetic equivalence rule

Jason H. Knouft

Abstract: The energetic equivalence rule predicts that body mass (W) and population density (b) within an assemblage are negatively correlated and will exhibit a W^–0.75 = b relationship. Bergmann's rule predicts that body size among species will increase with increasing latitude. If species body size increases with latitude, the shape of the body size – population density distribution among assemblages may also vary. This change in the body size – population density distribution, when viewed in the context of the energetic equivalence rule, may indicate an alteration in the use of available energy by individuals of different sizes within an assemblage. Twenty-eight streams were sampled across four geographically distinct regions to determine if stream fish assemblages conform to the prediction of the energetic equivalence rule. Body size in stream fish assemblages did not support the pattern predicted by Bergmann's rule, but rather was negatively correlated with latitude. Stream fish assemblages generally did not conform to the relationship predicted by the energetic equivalence rule. Moreover, these results, coupled with the predictions of the energetic equivalence rule, suggest that larger individuals tended to control a disproportionately greater amount of energy than smaller individuals in stream fish assemblages, which may be partially due to predation pressure on smaller individuals.

Résumé : La loi de l'équivalence énergétique prédit que, dans un regroupement, la taille du corps (W) est en corrélation négative avec la densité de la population (b) et que la relation entre les deux est de type W^–0,75 = b. La loi de Bergmann prédit que la taille du corps dans un groupe d'espèces augmentera avec la latitude. Si la taille du corps augmente avec la latitude, la forme de la distribution des tailles corporelles en fonction de la densité de population variera aussi d'un regroupement à un autre. Ce changement de distribution, examiné à la lumière de la loi de l'équivalence énergétique, peut indiquer une modification dans l'utilisation de l'énergie disponible par des individus de tailles différentes dans un regroupement. L'échantillonnage de 28 cours d'eau dans quatre régions géographiques distinctes nous a permis de déterminer si les regroupements de poissons des cours d'eau se conformaient aux prédictions de la loi de l'équivalence énergétique. La taille du corps dans ces regroupements de poissons ne variait pas en conformité avec la loi de Bergmann, mais elle affichait plutôt une corrélation négative avec la latitude. Les regroupements de poissons des cours d'eau ne se conformaient pas généralement à la relation prédite par la loi de l'équivalence énergétique. De plus, ces résultats, reliés aux prédictions de la loi de l'équivalence de l'énergie, laissent croire que, dans les regroupements de poissons d'eau courante, les individus de plus grande taille contrôlent une quantité relativement plus importante de l'énergie que les petits individus, ce qui peut être dû en partie à la pression de prédation exercée sur les individus de plus petite taille.

[Traduit par la Rédaction]