Croissance Logistique de la Population

Croissance de la population

Les populations sont constituées de groupes d'individus d'une espèce particulière vivant dans une zone déterminée. La taille d'une population fait référence au nombre total d'individus de cette population dans une zone spécifique, tandis que la densité de la population fait référence à la taille de la population par rapport à l'habitat qu'elle occupe (généralement affichée en tant qu'individu par unité de surface, par exemple par^km2).

La croissance de la population fait référence à l'augmentation du nombre d'individus au sein d'une population d'une espèce au cours d'une période donnée. Deux types de croissance de la population sont reconnus - exponentielle et logistique. La croissance exponentielle de la population est très rare dans la nature, toujours temporaire, et se produit lorsque le taux de croissance par habitant d'une population donnée reste constant, quelle que soit sa taille. La croissance exponentielle est le plus souvent observée dans des contextes expérimentaux avec des bactéries, mais elle peut être observée pendant de brèves périodes dans des organismes plus grands (par exemple, les humains au cours du 20e siècle et au début du 21e siècle). La raison pour laquelle elle est toujours temporaire est que les populations sont toujours affectées par des facteurs externes et internes qui limitent inévitablement une croissance sans fin. Nous aborderons le scénario de croissance démographique le plus courant, la croissance démographique logistique, dans le reste de l'article.

Définition de la croissance logistique de la population

Lacroissance démographique logistique est, de loin, le type de croissance démographique le plus courant et se produit lorsque le taux de croissance par habitant de la population d'une espèce diminue au fur et à mesure que sa taille augmente. Le taux de croissance de la population ralentit à mesure qu'elle s'approche de la capacité de charge, qui est influencée par des facteurs limitatifs dépendants de la densité et indépendants. Les facteurs limitants dépendant de la densité sont souvent liés aux ressources. Par exemple, une espèce proie dont la population explose peut également subir une prédation plus importante, tandis qu'une espèce prédatrice dont la population augmente fortement peut souffrir de famine ou d'une concurrence accrue entre les individus. Les facteurs limitants dépendant de la densité peuvent également inclure la propagation accrue de maladies contagieuses, en raison de populations plus denses avec un plus grand nombre d'individus à proximité les uns des autres.

Lesfacteurs limitants indépendants de la densité impliquent souvent des événements catastrophiques, tels que les éruptions volcaniques, les incendies de forêt ou les tsunamis. Chez l'homme, cependant, les incendies de forêt peuvent en fait dépendre de la densité, car plus il y a de personnes, plus il y a de chances que des incendies criminels ou accidentels se déclenchent. Ces deux types de facteurs limitatifs aboutissent à la taille maximale d'une population donnée, c'est-à-dire à sa capacité de charge.

Les populations varient aussi souvent de façon significative au fil du temps. Ces variations sont connues sous le nom de dynamique des populations et jouent un rôle important dans les taux de croissance par habitant des populations. Les taux de naissance, de décès, d'immigration et d'émigration sont collectivement connus sous le nom de taux vitaux de la dynamique des populations. Les taux d'oiseaux et d'immigration à eux seuls sont connus sous le nom de recrutement de la population.

Exemple de croissance démographique logistique

Il est très facile de trouver des exemples de croissance démographique logistique, car pratiquement toutes les populations naturelles connaissent ce type de croissance, mais nous allons te donner un exemple pour que tu puisses mieux comprendre le concept.

Le rétablissement de l'alligator américain (Alligator mississippiensis) dans le sud-est des États-Unis au cours de la seconde moitié du 20e siècle est un bel exemple de croissance logistique de la population qui a été observé par les biologistes en temps réel. Beaucoup d'entre vous seront peut-être choqués d'apprendre que cette espèce actuellement abondante (en particulier en Floride et en Louisiane) était autrefois au bord de l'extinction. En 1967, les alligators ont été classés dans la catégorie des espèces en voie de disparition aux États-Unis et ont bénéficié d'une protection. En 1987, cependant, leur nombre avait augmenté à tel point qu'ils n'étaient plus considérés comme menacés. Aujourd'hui, les alligators américains se comptent par millions, bien qu'ils soient toujours confrontés à des menaces localisées et qu'ils se rétablissent encore dans certaines parties marginales de leur aire de répartition (par exemple, le sud-est de l'Oklahoma).

À mesure que la population d'alligators augmentait, l'abondance des proies et la disponibilité de l'habitat agissaient comme des facteurs limitants dépendant de la densité et ayant un impact sur la capacité de charge de l'espèce. Lorsque les zones d'habitat ont atteint leur capacité, les alligators ont recolonisé d'autres zones d'habitat approprié à proximité. Ce processus s'est poursuivi pendant des décennies et, au fil du temps, l'espèce a recolonisé la majeure partie de son aire de répartition historique connue. La poursuite de l'expansion et de la croissance de la population est limitée par des facteurs dépendant de la densité (habitat et proies) et indépendants de la densité (climat plus frais).

Par exemple, l'aire de répartition naturelle la plus septentrionale de l'alligator s'étend jusqu'à Merchant's Millpond dans le nord de la Caroline du Nord (près de la frontière avec la Virginie) sur la côte est, et jusqu'à Holla Bend National Wildlife Refuge dans le centre de l'Arkansas et Red Slough Wildlife Management Area dans le sud-est de l'Oklahoma à l'ouest (Fig. 1). Les climats plus froids et les habitats inadaptés empêchent toute expansion vers le nord dans des États comme la Virginie et le Missouri, et donc toute croissance de la population. Dans le sud-ouest, cependant, d'autres facteurs interviennent. Des facteurs dépendant de la densité, tels que la compétition avec une autre espèce (le crocodile de Morelet, Crocodylus moreletii) et un habitat limité pour les deux espèces, empêchent l'expansion des populations reproductrices au Mexique à partir du sud-est du Texas.

Modèle logistique de croissance de la population : quelle équation utiliser ?

La croissance de la population peut être modélisée à l'aide d'équations mathématiques et de graphiques. Pour la croissance logistique de la population, nous examinerons l'équation du taux de croissance par habitant et le type de courbe produit lorsque la croissance logistique est représentée sur un graphique.

L'équation, ou formule, du taux de croissance par habitant d'une population s'écrit comme la différence de taille de la population (N) divisée par la différence de temps (t) : dN/dt= rN. Pour une croissance exponentielle de la population, c'est tout ce qui est nécessaire, puisque la population n'est pas affectée de manière significative par des facteurs limitants ou par la capacité de charge.

Cependant, dans le cas de la croissance logistique de la population, nous devons tenir compte de la capacité de charge (K), afin de produire notre taux de croissance logistique de la population. Cette équation s'écrit dN/dt=rN(1-N/K). Reporte-toi au tableau ci-dessous pour savoir ce que représente chaque variable.

Graphique de croissance logistique de la population

Lorsque l'on trace un graphique pour la croissance logistique de la population, on obtient une courbe en forme de S. Cela s'explique par le fait que la croissance de la population est plus rapide que celle de la population. Cela s'explique par le fait que la croissance de la population ralentit progressivement et se stabilise lorsqu'elle atteint la capacité de charge. Cela contraste avec la croissance exponentielle de la population, qui produit une courbe en forme de J, puisque la croissance se poursuit de manière incontrôlée (Fig. 2). Dans le monde réel, toutes les populations, même celles qui connaissent une brève période de croissance exponentielle, finissent par produire une courbe de croissance en forme de S.

Figure 2 : Courbe de croissance démographique logistique (en forme de S) opposée à la courbe de croissance exponentielle (en forme de J). Source : Encyclopedia Britannica, Inc.