Que sont les facteurs limitant la population ?
Tout d'abord, quels sont exactement ces facteurs limitants qui affectent la croissance de la population ? Voyons la définition de un facteur limitant en écologie des populations.
Lesfacteurs limitants sont des conditions ou des ressources au sein d'un environnement qui restreignent la croissance de la population.
Lacroissance de la population est l'augmentation de la taille d'une population sur une certaine période de temps.
Par exemple, supposons qu'une population ne dispose que d'une certaine quantité de nutriments. Dans cecas, elle continuera à croître de façon exponentielle jusqu'à ce que les nutriments soient épuisés et que la population atteigne une capacité de charge.
Lorsque la capacité de charge est atteinte, la taille de la population reste relativement la même.
La capacité de charge est le nombre maximum d'individus d'une espèce donnée qu'un environnement peut supporter.
Figure 1. Modèle de croissance logistique, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
La capacité de charge d'un système est limitée par des facteurs limitants. La croissance de la population peut être limitée par des facteursbiotiques ou abiotiques , et la modification de ces facteurs peut également avoir un impact sur la capacité de charge. Lors de catastrophes naturelles, par exemple, les ressources de l'écosystème sont détruites.
Par conséquent, l'écosystème n'est pas en mesure de supporter une population importante, ce qui entraîne une diminution de la capacité de charge.
- Les facteursabiotiques sont des facteurs non vivants dans un écosystème, tels que la température, la lumière du soleil, les nutriments, l'eau, le pH, la salinité et l'humidité.
- Les facteursbiotiques sont des facteurs vivants tels que la compétition pour les ressources, la prédation et les maladies.
Savais-tu que les microorganismes sont également affectés par des facteurs limitants ? Par exemple, la température et le pH ont la capacité de limiter la croissance d'organismes tels que les bactéries, les levures et les moisissures !
Exemples de facteurs limitant la population
Tout facteur qui affecte la taille de la population d'une espèce est un facteur limitant. Il existe de nombreux exemples de ces facteurs, qu'ils soient biotiques ou abiotiques. En voici quelques-uns :
- Les maladies : les épidémies peuvent dévaster une population, provoquant souvent de fortes diminutions de la taille de la population. Seuls les individus les plus forts peuvent survivre, ce qui peut doter la population d'une plus grande résistance à cette maladie.
Il existe de nombreux exemples d'épidémies de maladies dans les populations d'animaux sauvages. Parmi les plus connus, on peut citer :
- Le syndrome du nez blanc : Cette maladie affecte les chauves-souris en hibernation et a provoqué un déclin important des populations de chauves-souris en Amérique du Nord depuis 2007. La maladie est causée par le champignon Pseudogymnoascus destructans qui se développe sur la peau des chauves-souris et perturbe leurs schémas d'hibernation, entraînant la famine et la mort.
Virus de la maladie de Carré : Ce virus affecte plusieurs espèces différentes de carnivores sauvages, notamment les loups, les renards et les ratons laveurs. Il peut provoquer des symptômes respiratoires et neurologiques et a été responsable d'un déclin important de certaines populations.
Ranavirus : Ce virus à ADNdb affecte les amphibiens et a été responsable de la mort de plusieurs espèces de grenouilles et de salamandres. Le virus peut provoquer toute une série de symptômes, notamment des hémorragies, des ulcères cutanés et des lésions des organes internes.
Maladie du dépérissement chronique : Cette maladie, également appelée maladie du cerf zombie, affecte les cerfs, les élans et d'autres membres de la famille des cervidés. Elle est causée par une protéine mal repliée qui peut se propager d'un animal à l'autre par la salive, l'urine et les fèces. La maladie peut entraîner une perte de poids, des changements de comportement et la mort.
- Le changement climatique et les catastrophes naturelles : le changement climatique affecte de multiples facteurs abiotiques dans un écosystème, provoquant un déséquilibre dans les conditions auxquelles les animaux étaient habitués ou dont ils ont besoin pour survivre à cet endroit. Les catastrophes naturelles peuvent également modifier soudainement les conditions d'un habitat ; par exemple, l'écrasement d'une météorite sur la Terre a provoqué l'extinction de tous les dinosaures non aviaires et d'autres espèces animales également.
Il ne s'agit là que de trois exemples de facteurs limitant la population, mais il en existe bien d'autres. Les activités humaines et notre contribution au changement climatique sont d'importants facteurs limitant les populations aujourd'hui.
Types de facteurs limitant les populations
Les facteurs limitant la population peuvent être divisés en deux catégories principales : les facteurs dépendant de la densité et les facteurs indépendants de la densité.
Les facteurs dépendant de ladensité sont ceux qui sont influencés par la taille ou la densité d'une population. À mesure que la taille de la population augmente, ces facteurs deviennent plus importants et peuvent limiter la croissance de la population.
Lesfacteurs indépendants de la densité, en revanche, ne sont pas influencés par la taille ou la densité de la population. Ces facteurs peuvent affecter les populations indépendamment de leur taille ou de leur densité.
Dans les sections suivantes, nous expliquerons en profondeur les facteurs dépendants et indépendants de la densité, et nous donnerons quelques exemples de chacun d'entre eux.
Définition d'un facteur limitant dépendant de la densité
Les facteurs dépendant de la densité comprennent la compétition, la prédation, l'épuisement des ressources et les maladies.
Les facteurs dépendant dela densité sont des facteurs biotiques dont les effets sur la taille de la population dépendent de la densité de la population.
Figure 2. Exemples de facteurs limitants dépendant de la densité, par Isadora Santos - créé avec Canva.
L'effet des facteurs dépendant de la densité est subdivisé en deux types : la dépendance négative à la densité et la dépendance positive à la densité.
- La dépendancenégative à la densité se produit lorsque le taux de croissance de la population diminue à mesure que la densité de la population augmente.
- La dépendancepositive à la densité se produit lorsque le taux de croissance de la population augmente à mesure que la densité de la population diminue.
Certains manuels peuvent désigner la dépendance positive à la densité comme la dépendance inverse à la densité ou l' effet Allee.
Facteur limitant dépendant de la densité : la compétition
À ce stade de ton cours de biologie ou d'écologie, tu as probablement entendu parler du terme compétition. La compétition se produit lorsque des individus de la même espèce ou d'espèces différentes commencent à se disputer les ressources. Dans certains cas, une densité de population accrue peut mettre à rude épreuve la disponibilité de la nourriture, des abris et de l'eau.
En raison de la concurrence pour les ressources, la croissance de la population peut s'en trouver réduite.
Lacompétition intraspécifique est la compétition pour des ressources limitées entre les individus d'une même espèce.
La compétitioninterspécifique est la compétition pour des ressources limitées entre des individus d'espèces différentes.
Prenons un exemple.
Les zones intertidales des rivages océaniques abritent des animaux sessiles comme les moules et les balanes. L'espace libre dont ils disposent est donc une ressource essentielle pour la croissance de leur population. Néanmoins, la croissance de la population de ces animaux diminue à mesure que les rochers deviennent surpeuplés et que l'espace devient moins disponible.
Facteur limitant dépendant de la densité : les maladies
Les maladies et le parasitisme sont considérés comme des facteurs limitants dépendant de la densité, car lorsque la densité de la population augmente, ils sont en mesure de se propager plus facilement au sein de la population, ce qui finit par entraîner une diminution de la croissance de la population.
Bacillus anthracis est un type de bactérie pathogène qui provoque une série de complications telles que des infections respiratoires, des infections gastro-intestinales et des infections cutanées (lésions de couleur noire). En Afrique, l'infection des zèbres par B. anthracis devient préoccupante. En fait, l'agent pathogène attire les zèbres dans la zone contaminée pour qu'ils soient infectés en ingérant le microbe et qu'ils transmettent l'infection à d'autres organismes.
Cette maladie peut être mortelle et entraîner un déclin de la population de zèbres.
Leparasitisme est également un facteur limitant dépendant de la densité.
Par exemple, le champignon Cordyceps est un type de parasite fongique qui infecte les insectes, entraînant la "maladie des sommets". En gros, le champignon Cordyceps envahit le corps de l'insecte, se développe à l'intérieur et affecte le cerveau de l'insecte, le faisant marcher jusqu'à une partie élevée d'un arbre et sauter, libérant des spores fongiques sur de plus grandes distances. Une augmentation de la densité de population des insectes facilitera le parasitisme des champignons cordyceps. D'un autre côté, une diminution de la densité de la population d'insectes diminuera également l'infection par le cordyceps.
Facteur limitant dépendant de la densité : la prédation
Laprédation implique la menace d'une population de proies par un prédateur, ce qui permet de maintenir leur nombre à un niveau bas.
Un exemple courant de prédation en tant que facteur limitant dépendant de la densité est le changement de la population d'orignaux et de loups sur l'île Royale. Mais quelles sont les causes de ces changements spectaculaires ?
Selon les écologistes, il existe de nombreux facteurs qui limitent la croissance de la population. Les hivers froids peuvent affaiblir les orignaux, réduire la disponibilité de la nourriture et diminuer la taille de leur population. Or, lorsque la température est clémente, la nourriture est facilement disponible et la population d'orignaux peut croître plus rapidement.
Cependant, une augmentation de la population d'orignaux (proies) est suivie d'une augmentation de la population de loups (prédateurs). Ainsi, la forte population de prédateurs entraîne une diminution de la population de proies.
Facteurs limitants dépendant de la densité : exemples
Jetons un coup d'œil à quelques exemples intéressants impliquant des facteurs limitatifs dépendant de la densité.
La pesteporcine africaine (PPA ) est une maladie très dangereuse qui tue les porcs et les sangliers, avec un taux de mortalité de 100 %. Elle est considérée comme un facteur limitant dépendant de la densité et touche différentes provinces d'Afrique.
Une autre étude importante impliquant la compétition comme facteur limitant dépendant de la densité a été réalisée par l'écologiste Joseph Connell pour étudier la compétition interspécifique entre deux espèces de balanes sur la côte écossaise : Chthalamus stellatus et Balanus balanoides. Selon le principe de l'exclusion compétitive, deux espèces ne peuvent pas occuper la même niche, ce qui s'est avéré vrai dans le cas de C. stellatus et de B. balanoides.
Au cours de cette étude, Connell a prélevé des Balanus sur les rochers de plusieurs sites afin d'analyser si la répartition des Chthalamus résultait de la concurrence, et il avait raison ! Conner a conclu que la compétition interspécifique fait que la niche réalisée de Chthalamus est beaucoup plus petite que sa niche fondamentale.
La nicheréalisée est la niche qui est effectivement occupée.
La nichefondamentale est l'ensemble des niches qui peuvent être occupées.
Définition du facteur limitant indépendant de la densité
Voyons maintenant la définition des facteurs limitants indépendants de la densité.
Lesfacteurs limitants indépendants de la densité sont généralement des facteurs abiotiques qui limitent la taille d'une population indépendamment de sa densité.
Les facteurs limitants indépendants de la densité comprennent les catastrophes naturelles, les conditions météorologiques inhabituelles, lescycles saisonniers et les activités humaines telles que l'abattage des arbres et l'obstruction des rivières.
Par exemple, les effets de la température sur la population de scolytes sont indépendants de la densité. Les écologistes ont constaté que lorsque les températures sont chaudes, les scolytes sont capables de se développer plus rapidement et de produire plus de générations par an. Cependant, une baisse soudaine de la température peut entraîner leur mort.
Figure 4. Exemples de facteurs limitants indépendants de la densité, par Isadora Santos - créé avec Canva.
Un autre exemple courant impliquant des facteurs limitants indépendants de la densité est l'effet des changements météorologiques sur la population d'insectes pucerons. D'avril à juin, ces insectes connaissent une croissance exponentielle. Puis, les changements météorologiques provoquent une baisse soudaine du nombre de pucerons. Cette diminution de la population de pucerons a tendance à entraîner une diminution de la population de coccinelles, car les pucerons sont une source de nourriture populaire pour elles !
Les facteurs limitants peuvent également affecter le taux de photosynthèse. Par exemple, la diminution de l'intensité lumineuse, la baisse de la température et la diminution de la concentration en dioxyde de carbone et de l'approvisionnement en eau entraîneront une diminution de la photosynthèse !
L'intervention humaine est également un type de facteur limitant indépendant de la densité. Par exemple, le taux de mortalité des morues a augmenté parce que les flottes de pêche attrapent plus de poissons chaque année. Comme les taux de natalité ne peuvent pas dépasser les taux de mortalité des morues, les populations de morues ont diminué en nombre.
Différence entre les facteurs limitants dépendants et indépendants de la densité
Enfin, dressons un tableau pour passer en revue les différences entre les facteurs limitants dépendants et indépendants de la densité .
| Tableau 1. Différences entre les facteurs limitants dépendants et indépendants de la densité. | |
|---|---|
| Dépendant de la densité | Indépendants de la densité |
| L'impact de ces facteurs dépend de la taille de la population. | L'impact de ces facteurs ne dépend pas de la taille de la population. |
| Prédation, concurrence, maladie, accumulation de déchets | Changements météorologiques, catastrophes naturelles, perturbations humaines. |
Facteurs limitant la population - Principaux enseignements
- Lesfacteurs limitants sont les conditions ou les ressources d'un environnement qui limitent la croissance de la population .
- Lesfacteurs limitant la croissance de la population sont divisés en deux catégories : dépendants de la densité ou indépendants de la densité.
- Les facteurs dépendants de ladensité sont des facteurs biotiques dont les effets sur la taille de la population dépendent de la densité de la population. La concurrence, les maladies et la prédation en sont des exemples.
- Lesfacteurs limitants indépendants de la densité sont généralement des facteurs abiotiques qui limitent la taille d'une population indépendamment de sa densité. Les changements climatiques et les catastrophes naturelles en sont des exemples.
Références
- Livescience, En Afrique, l'anthrax entraîne les animaux vers la mort, oct. 2014.
- BD éditeurs, Facteur limitant, dictionnaire de biologie, 15 déc. 2016.
- Brown, M., Everything you need to ace biology in one big fat notebook : the complete high school study guide. Workman Publishing Co, Inc, 2021.
- Relyea, R., & Ricklefs, R. E., Ecology : the economy of nature, Macmillan Education, 2018.
- Campbell, N. A., Biologie, 2017.
- Pack, P. E., CliffsNotes AP biology, Houghton Mifflin Harcourt, 2017.
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