ÉCOLOGIE DES POPULATIONS: PARAMÈTRES, MÉTHODOLOGIE, EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

L' écologie de la population ou demoecología est l'étude des personnes et de leur relation à l'environnement. Son objectif est de caractériser la population en termes de naissance, de mortalité, d'immigration et d'émigration, en plus de définir des paramètres de population tels que la densité, la répartition spatiale et la répartition par âge des individus.

Une population est définie comme un groupe d'individus appartenant à une espèce qui vivent en même temps dans un espace commun. Les membres d'une population utilisent les mêmes ressources et interagissent les uns avec les autres. Les limites d'une population peuvent être naturelles (comme les poissons dans un lac) ou elles peuvent être définies par le chercheur.

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La recherche en écologie des populations peut impliquer des travaux de laboratoire, des travaux sur le terrain et l'application de modèles mathématiques et statistiques au groupe d'étude.

Qui étudie?

L'écologie des populations peut être distinguée d'autres études scientifiques similaires - telles que l'étude des paysages et des écosystèmes - par l'échelle et l'orientation de la discipline. L'objet principal d'étude est un groupe d'organismes liés d'un point de vue taxinomique ou fonctionnel.

Le concept d'écologie des populations cherche à répondre à des questions liées à la capacité de charge environnementale, à la taille optimale de la population, aux causes et aux mécanismes par lesquels la taille augmente, comme la répartition des populations, entre autres.

De même, ce corpus de connaissances cherche à comprendre les relations écologiques intraspécifiques, l'appellent compétition ou mutualisme entre individus appartenant à la même espèce, et les relations interspécifiques telles que la prédation et les processus coévolutionnaires.

Concept de population

Meute de loups.

Lorsqu'on parle d'écologie des populations, il est nécessaire de définir ce qu'est une population. Dans ce contexte, une population est définie comme un groupe d'organismes ayant la capacité de se reproduire et qui se retrouvent dans une zone spatiale partagée (c'est-à-dire qu'ils sont sympatriques) en même temps. Ce concept est synonyme de population biologique.

Ces individus forment une unité fonctionnelle dans laquelle ils interagissent les uns avec les autres et peuvent se reproduire. Notez que le concept de population locale diffère du concept d'espèce et de population d'une espèce. Dans ces cas, le concept de population est préalablement défini par le chercheur et peut devenir arbitraire.

Les populations évoluent par sélection naturelle, qui agit sur les variations héréditaires entre les individus, modifiant les fréquences de diverses caractéristiques au fil du temps.

Au cours des vingt dernières années, l’accent mis sur l’écologie des populations s’est déplacé vers l’écologie des «métapopulations».

Ce concept développé par Levins englobe les «populations de populations» et, suivant cette vision, chaque population locale est susceptible de disparaître mais peut être équilibrée par des processus d'immigration d'autres populations.

Paramètres d'étude

L'écologie des populations se concentre sur l'étude de certaines propriétés d'un groupe, principalement la croissance, la survie et la reproduction. Les paramètres les plus importants sont:

Taille et croissance de la population

La croissance démographique est déterminée par la combinaison de quatre processus: la reproduction (qu'elle soit sexuelle ou asexuée), la mortalité, l'immigration et l'émigration.

Une mesure de la croissance démographique est le taux intrinsèque de croissance démographique, indiqué par la lettre r et défini comme le taux de croissance par individu (ou par habitant) par unité de temps dans la population.

Comme nous l'avons vu, le concept de population implique les variables temps et espace, de sorte que la taille de la population et les taux de croissance sont calculés pour une unité spatiale et temporelle spécifique.

Il existe plusieurs modèles de croissance démographique: l'exponentiel et le logistique. Le premier représente une population dans un environnement illimité et selon le modèle, à mesure que la population augmente, la croissance devient plus rapide. Cependant, ce schéma ne peut être appliqué à long terme à aucune population.

En revanche, le modèle logistique est plus réaliste et incorpore le terme «capacité de charge» - la taille maximale de la population que l'environnement peut supporter.

Densité

Les populations peuvent être décrites en termes de densité et de dispersion. La densité fait référence au nombre d'individus par zone ou par volume - le nombre de plantes par mètre carré ou le nombre de bactéries par millilitres dans un tube à essai. Ce paramètre est dynamique.

La densité de la population peut être régulée par des facteurs tels que les taux de natalité et de mortalité qui ralentissent la croissance démographique, la stabilisant près de sa capacité de charge.

Dispersion

La dispersion est le modèle spatial que suit la population et peut varier considérablement en fonction de la densité locale et des caractéristiques écologiques de l'environnement. Il est logique de penser que les régions les plus appropriées pour une certaine espèce seront habitées en plus grande proportion.

De même, les interactions sociales animales peuvent également influencer la dispersion de la population.

Le regroupement d'individus dans certaines zones est le modèle de dispersion le plus courant. Par exemple, les amphibiens passent la plupart de leur temps sous les rochers, car cela fournit un environnement plus humide que les zones exposées au soleil, évitant ainsi la dessiccation.

Dans le cas peu probable où les conditions environnementales seraient homogènes, la distribution des individus sera aléatoire.

Le modèle de dispersion uniforme n'est pas courant et, lorsqu'il est observé, il peut être une conséquence d'interactions entre les individus. Certaines plantes peuvent produire des produits chimiques qui inhibent la germination de leurs compagnons dans les zones proches ou dans le cas des animaux territoriaux, elles peuvent aliéner d'autres individus.

Méthodologie

L'écologie des populations intègre le développement de la théorie, le travail de laboratoire et le travail sur le terrain.

Cependant, avec la modernisation de la discipline et l'avènement des ordinateurs capables d'effectuer d'importants travaux statistiques, il existe une énorme quantité de données qui peuvent être utilisées par les écologistes des populations sans avoir besoin de travaux de terrain.

La connaissance du nombre d'individus qui composent une population (cette valeur est appelée «taille de la population») et leur répartition sont quelques-uns des principaux objectifs de l'écologie des populations et peuvent être estimées selon diverses méthodologies.

Les techniques les plus couramment utilisées pour estimer les paramètres pertinents en écologie des populations seront décrites ci-dessous:

Taille de la population

La première approche - et la plus intuitive - est le dénombrement direct des individus. Cette technique peut être appliquée à de petites populations où le comptage garantit une valeur précise.

Par exemple, si vous souhaitez étudier le nombre de chiens domestiques dans une région, le nombre d'étoiles de mer dans une zone peu profonde ou le nombre d'étudiants universitaires locaux.

Cependant, lorsque la cible de la recherche est un groupe plus large, le comptage direct n'est pas une alternative viable.

Dans ces cas, un comptage indirect des membres de la population est effectué. Si la distribution de l'organisme d'étude est très large, les organismes peuvent être dénombrés dans une zone délimitée puis extrapolés à la zone réelle.

Le nombre d'individus peut également être estimé indirectement par des preuves telles que des nids, des terriers ou des échantillons de matières fécales.

Enfin, la méthode de capture et de recapture peut être appliquée, qui est largement utilisée pour l'étude des populations animales. La première étape consiste à capturer les animaux, à les marquer et à les relâcher. Ils sont ensuite capturés à nouveau et leur taille est estimée par rapport aux individus capturés et marqués.

Structure de la population

Les études de population cherchent à caractériser la population en termes de sexe, stade de développement de l'individu, stade reproductif, entre autres.

Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire de connaître l'âge approximatif de l'organisme. Dans le cas des mammifères, l'usure peut être observée au niveau des dents, chez d'autres groupes d'animaux elle peut être déduite par l'état des structures telles que les cornes ou les plumes.

Dans le règne végétal, les anneaux de croissance peuvent être comptés sur le tronc des arbres. Il existe également des techniques de biologie moléculaire permettant d'estimer l'âge des organismes.

Exemple d'enquête réelle

En 1996, Trajano a étudié l'écologie de la population du vampire commun Desmodus rotundus (Chiroptera). Grâce à des expériences de capture et de recapture, il a pu conclure que la taille de la colonie variait chaque mois, indiquant que les chauves-souris se déplaçaient fréquemment d'une grotte à l'autre.

Selon cette étude, la chauve-souris est capable de migrer vers des régions plus chaudes lorsque le climat le justifie. La densité démographique minimale déclarée était de 3,5 individus par kilomètre carré.

Par Ltshears, de Wikimedia Commons

Applications

La connaissance de l'écologie des populations est essentielle pour les biologistes de la conservation et de la gestion de la faune et des ressources. Pour faire face aux problèmes liés à la préservation de la biodiversité, il est nécessaire de disposer d'informations précises sur l'écologie de la population du groupe d'étude.

Par exemple, si vous souhaitez étudier les causes de la diminution du nombre des amphibiens dans le monde ou si l'introduction d'une espèce étrangère affecte d'une manière ou d'une autre une espèce locale, il est nécessaire de disposer de données sur l'écologie de la population..

Références

1. Hannan, MT et Freeman, J. (1977). L'écologie de la population des organisations. Journal américain de sociologie, 82 (5), 929-964.
2. Parga, ME et Romero, RC (2013). Écologie: impact des problèmes environnementaux actuels sur la santé et l'environnement. Éditions Ecoe.
3. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV et Jackson, RB (2014). Campbell Biology. Pearson.
4. Rockwood, LL (2015). Introduction à l'écologie des populations. John Wiley et fils.
5. Trajano, E. (1996). Mouvements de chauves-souris des cavernes dans le sud-est du Brésil, en mettant l'accent sur l'écologie de la population de la chauve-souris vampire commune, Desmodus rotundus (Chiroptera). Biotropica 28 (1), 121-129.