Diversity of Scathophagidae (Diptera) in northern Canada: patterns in space and time

Spatial patterns of diversity in the dominant northern fly family Scathophagidae (Diptera) were studied in northern Canada, as well as long-term changes in the body size of the common and widespread species Scathophaga furcata on a half-century time scale. Contemporary data was based on 2320 Scathophagidae collected during the 2010–2011 Northern Biodiversity Program and historical specimens were collected during the 1947–1962 Northern Insect Survey at twelve locations across the Northern Boreal, Subarctic, and Arctic ecoclimatic zones. Scathophagidae abundance increased with increasing latitude, and diversity was greatest at locations within the Subarctic ecozone. Community composition of Scathophagidae clustered based on three spatial factors: islands versus mainland locations; above versus below treeline; and ecozone delineations. The body size of Scathophaga furcata has decreased over the past 60 years at three northern Canadian locations (Moosonee, ON, Yellowknife, NT, Churchill, MB). Coinciding increases in seasonal temperature and changing climatic variables at these locations may be responsible for a large proportion of the phenotypic changes in S. furcata. These results suggest that Scathophagidae are diverse and abundant in the north, and that they are responding to climatic change. Long-term monitoring of taxa such as Scathophagidae in sensitive northern ecosystems is needed to track future changes.Notre étude visait à comprendre les patrons spatiaux de diversité gouvernant la répartition d'une famille de mouches qui domine le Nord, les Scathophagidae (Diptera), dans le Canada septentrional. Nous avons également examiné les changements à long terme survenus dans la taille de Scathophaga furcata, une espèce répandue et commune, sur une échelle temporelle d'un demi-siècle. Les données contemporaines composées de 2320 Scathophagidae ont été obtenues lors de récoltes effectuées en 2011 et 2012 dans le cadre du Programme sur la biodiversité nordique. Les spécimens historiques on été recueillis lors d'un inventaire des insectes du Nord canadien, le Northern Insect Survey, entre 1947 et 1967. Pendant cet inventaire, douze sites ont été échantillonnés dans les régions écoclimatiques arctique, subarctique et nord-boréale. L'abondance de Scathophagidae augmentait de pair avec la latitude, et la diversité atteignait son maximum dans les sites situés dans l'écozone subarctique. La composition de la communauté de Scathophagidae constituait des regroupements sous l'influence de trois éléments spatiaux : les îles et les sites continentaux; en amont et en aval de la limite des arbres; et la délimitation des écozones. Durant les 60 dernières années, la taille corporelle de Scathophaga furcata a diminué à trois sites nordiques canadiens : Moosonee, ON, Yellowknife, NT, Churchill, MB. Cette tendance coïncide avec l'augmentation de la température saisonnière et des variables climatiques changeantes qui pourraient être en grande partie responsables du déclin de la taille de S. furcata. Ces résultats laissent entendre que Scathophagidae est un taxon divers et abondant dans le nord et que cette famille réagit au changement climatique. Un suivi à long terme de taxons tel que Scathophagidae, situés dans des écosystèmes nordiques vulnérables, est nécessaire afin de documenter les changements à venir