Définition de la régulation des populations en écologie
Chaque organisme vivant sur Terre (y compris les êtres humains) a des limites à la croissance de sa population. Une croissance infinie n'est pas possible sur une planète aux ressources limitées et toutes les populations finiront par être régulées. Cet article traite des mécanismes de régulation de la population. Quelle est la définition de la régulation des populations en écologie ?
Larégulation des populations désigne les processus écologiques (facteurs biotiques et abiotiques) par lesquels la croissance des populations est limitée en raison des effets sur les taux de natalité et de mortalité.
Les facteurs écologiques qui limitent la croissance des populations sont appelés facteurs limitants. Il existe deux types différents de facteurs limitants - les facteurs limitants dépendants de la densité et les facteurs limitants indépendants de la densité. En outre, il existe deux types de régulation de la population - la régulation descendante et la régulation ascendante.
Facteurs limitants dépendants de la densité dans la régulation des populations
Les facteurs limitants dépendant de ladensité ont un impact sur le taux de croissance par habitant d'une population en fonction de la densité de la population. Ces facteurs entraînent généralement une baisse du taux de croissance au fur et à mesure que la population s'accroît. Les facteurs limitants dépendant de la densité amènent généralement les populations à atteindre un niveau maximum (appelé capacité de charge de la population).
À ce stade, la taille de la population se stabilise et devient généralement, mais pas toujours, stable. C'est ce qu'on appelle la croissance logistique. Lorsque le taux de croissance d'une population reste constant, quelle que soit sa taille, elle continuera à s'agrandir à un rythme exponentiel. C'est ce qu'on appelle la croissance exponentielle.
Ce phénomène est très rare, et lorsqu'il se produit, il est généralement rapidement corrigé par les facteurs limitants de l'environnement qui dépendent de la densité.
Figure 1 : Le modèle de croissance logistique. Source : Wiki Commons
On parle decroissance logistique lorsque des facteurs limitants dépendant de la densité entraînent un ralentissement progressif de la croissance de la population avant d'atteindre un niveau maximal auquel la croissance se stabilise.
On parle decroissance exponentielle lorsque le taux de croissance d'une population reste constant, quelle que soit sa taille, et qu'elle dépasse sa capacité de charge.
La plupart des facteurs limitants dépendant de la densité sont biotiques. Ces facteurs peuvent inclure la concurrence intra - et interspécifique, la propagation accrue des maladies et le parasitisme. Chez les espèces proies, des densités de population plus élevées peuvent également entraîner des taux de prédation plus importants. Les individus d'une population qui a atteint sa capacité de charge peuvent également errer à la recherche d'un nouvel habitat qui n'a pas encore atteint sa capacité de charge.
Biotique: les facteurs biotiques sont ceux qui impliquent ou sont produits par des organismes vivants.
Abiotiques : les facteurs abiotiques sont ceux qui n'impliquent pas et ne sont pas produits par des organismes vivants.
Au début des années 1970, les populations de crocodiles d'eau salée(Crocodylus porosus) du Territoire du Nord de l'Australie étaient proches de l'extinction, avec seulement quelques milliers d'individus restants. Grâce aux efforts de protection, au cours des décennies suivantes, la population s'est rétablie au point que l'on pense que la plupart des rivières ont atteint leur capacité de charge, les populations de crocodiles atteignant presque les niveaux de pré-exploitation, se stabilisant et devenant stables.
Dans ce cas, les facteurs limitants dépendant de la densité comprennent la compétition (par exemple, la disponibilité limitée des proies et la territorialité) et les limitations de l'habitat (par exemple, l'habitat de reproduction et les restrictions climatiques), qui empêchent la population de crocodiles de continuer à s'étendre. Dans beaucoup de ces rivières, cela a eu pour conséquence que des mâles plus petits et moins dominants se sont aventurés dans l'océan et dans des zones sous-optimales à la recherche de nouveaux habitats, ce qui les a souvent mis en conflit avec les humains.
Cycles de population
Les populations qui subissent des facteurs limitants dépendant de la densité connaissent souvent une instabilité au niveau de la capacité de charge, même sans les effets de facteurs limitants indépendants de la densité. Ces populations peuvent connaître des cycles de croissance suivis d'une réduction de leur taille dans des schémas oscillants appelés cyclical oscillations. Dans des circonstances spécifiques, impliquant généralement plusieurs espèces, ces oscillations sont entraînées par des facteurs limitants dépendants de la densité, tels que la prédation et l'abondance des ressources.
Facteurs indépendants de la densité dans la régulation des populations
Les facteursindépendants de la densité ont un impact sur le taux de croissance de la population par habitant , quelle que soit la densité de la population. Comme ces facteurs ne dépendent pas de la taille de la population, leur impact n' équivaut pas à la "correction" que les facteurs dépendant de la densité apportent à une population. En d'autres termes, les facteurs indépendants de la densité peuvent être potentiellement catastrophiques pour les petites populations, en particulier les populations d'une espèce dont l'aire de répartition géographique est limitée.
Les facteurs indépendants de la densité peuvent être abiotiques, et le meilleur exemple d'un facteur indépendant de la densité est peut-être une catastrophe naturelle, comme un incendie de forêt. Une catastrophe naturelle peut tuer une fraction importante de la population vivant dans la région, quelle que soit l'importance de cette population au départ.
Si la population est limitée à une petite zone, une seule catastrophe naturelle peut même pousser une espèce à l'extinction.
Par exemple, on sait que les populations d'ours noirs(Ursus americanus) sont affectées par les incendies de forêt en raison de la diminution du taux de survie des oursons.
Régulation descendante de la population
Larégulation descendante des populations fait référence aux situations dans lesquelles les espèces de niveau trophique supérieur (par exemple, les prédateurs au sommet de la chaîne alimentaire) contrôlent les populations des espèces de niveau trophique inférieur (par exemple, les proies). C'est pourquoi on parle aussi de régulation "contrôlée par les prédateurs". Généralement, la taille et la densité de la population du prédateur au sommet de la chaîne alimentaire sont beaucoup plus faibles que celles de ses proies, qui sont généralement très abondantes.
Il arrive que ce ne soit pas le cas, comme on le voit avec l'alligator américain (Alligator mississippiensis) et les espèces de caïmans, qui sont des prédateurs au sommet et qui sont souvent très abondants.
Par exemple, les pumas(Puma concolor) peuvent contrôler les populations de cerfs mulets(Odocoileus hemionus), mais les cerfs mulets peuvent contrôler les populations de certaines espèces de plantes.
Régulation ascendante des populations
La régulationascendante des populations dépend des ressources d'un écosystème. Comme tous les niveaux trophiques supérieurs dépendent de la présence continue des niveaux inférieurs, lorsque les ressources du niveau inférieur sont diminuées ou absentes, tous les niveaux trophiques sont affectés.
Par exemple, si la végétation subit un dépérissement massif, cela peut entraîner un déclin de la population de cerfs mulets en raison de la famine. Cela peut également entraîner une réduction de la population de pumas en raison du manque de proies.
Régulation de la population chez l'homme
Il y a cinquante ans, en 1972, la population humaine comptait environ 3,9 milliards de personnes. Aujourd'hui, ce nombre est passé à plus de 7,9 milliards.
Ainsi, la population humaine a plus que doublé, augmentant davantage au cours du dernier demi-siècle que dans toute l'existence humaine (au moins 200 000 ans).
Cette croissance exponentielle est en grande partie due à l'amélioration de la technologie, de la disponibilité de la nourriture, de la médecine, et plus encore, qui ont permis aux humains d'augmenter artificiellement leur capacité de charge.
Cependant, cette croissance exponentielle ne peut pas persister indéfiniment, car les méthodes utilisées pour augmenter notre capacité de charge sont dépassées par de nombreux facteurs limitatifs dépendant de la densité.
Pour les humains, ces facteurs limitants comprennent l'épuisement généralisé des ressources (nourriture, eau, gaz), le changement climatique, la propagation accrue des maladies et la pollution.
Figure 3 : Croissance de la population humaine depuis 1800, y compris les projections futures hautes et basses. Source : Wiki Commons
En effet, les conséquences de ces facteurs dépendant de la densité ont toujours été présentes, mais leur impact continuera d'être amplifié à mesure que la population dépassera davantage la capacité de charge naturelle. Les facteurs indépendants de la densité affectent également les populations humaines, avec quelques exemples récents notables, notamment les tremblements de terre, les ouragans et les tsunamis qui causent des dommages à grande échelle aux infrastructures et une mortalité élevée. Pour contrer cette croissance et en atténuer les conséquences, des méthodes artificielles de régulation de la population humaine ont été proposées, notamment un meilleur accès à la contraception, au planning familial et une meilleure éducation.
Régulation des populations - Points clés
- Larégulation des populations fait référence aux processus écologiques (facteurs biotiques et abiotiques) par lesquels la croissance des populations est limitée, en raison des effets sur les taux de natalité et de mortalité.
- Il existe deux types de facteurs limitants : lesfacteurs limitants dépendants de la densité et lesfacteurs limitants indépendants de la densité .Lesfacteurs limitants dépendants de la densité ont un impact sur le taux de croissance par habitant d'une population en fonction de la densité de la population. Lesfacteurs indépendants de la densité ont un impact sur le taux de croissance de la population par habitant, quelle que soit la densité de la population.
- Ilexiste deux types de régulation de la population : descendante et ascendante. La régulationdescendante de la population fait référence aux situations dans lesquelles les espèces de niveau trophique supérieur contrôlent les populations des espèces de niveau trophique inférieur. La régulationascendante de la population dépend des ressources d'un écosystème.
- Lespopulations peuvent connaître des cycles de croissance suivis d'une réduction de leur taille selon des schémas oscillants, appelés oscillations cycliques.
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