5.2 : Taille de la population

Les populations sont des entités dynamiques. Leur taille et leur composition fluctuent en réponse à de nombreux facteurs, notamment les changements saisonniers et annuels de l'environnement, les catastrophes naturelles telles que les feux de forêt et les éruptions volcaniques, et la compétition pour les ressources entre les espèces et au sein de celles-ci. L'étude des populations s'appelle démographie.

Taille et densité de la population

Les populations se caractérisent par leur taille (nombre total d'individus) et leur densité de population (nombre d'individus par unité de surface ; figure\(\PageIndex{a}\)). Une population peut compter un grand nombre d'individus répartis de façon dense ou éparse. Il existe également des populations comptant un petit nombre d'individus qui peuvent être denses ou très dispersées dans une zone locale. La taille de la population peut affecter le potentiel d'adaptation, car elle influe sur l'ampleur de la variation génétique présente au sein de la population. La densité peut avoir des effets sur les interactions au sein d'une population, telles que la compétition pour la nourriture, la capacité des individus à trouver un partenaire et la propagation de maladies. (Les modèles de dispersion peuvent également affecter ces facteurs ; par exemple, une espèce solitaire ayant une distribution aléatoire peut avoir de la difficulté à trouver un partenaire par rapport à des espèces sociales regroupées en groupes.) Les petits organismes ont tendance à être plus densément répartis que les grands organismes (figure\(\PageIndex{b}\)).

Figure\(\PageIndex{a}\) : Les deux populations présentées contiennent sept plantes, de sorte que la taille de leurs populations est la même. Cependant, la population de gauche a une densité de population plus élevée (2 plantes par carré) que celle de droite (densité = 0,5 plante par carré). Image de Melissa Ha utilisant Green Plant (domaine public).

Figure\(\PageIndex{b}\) : Les mammifères australiens présentent une relation inverse typique entre la densité de population et la taille corporelle. La masse logarithmique en grammes se trouve sur l'axe des abscisses et la densité logarithmique en kilomètres carrés (km ²) sur l'axe des ordonnées. Chaque point de données représente une espèce différente, y compris le quoll, quatre espèces de bandicoot, le wombat, le kangourou à rats, le potoroo, quatre espèces de possom, le kangourou arboricole, trois espèces de wallabys, le kangourou, le cuscus ours et six espèces de planeurs. Comme le montre ce graphique, la densité de population diminue généralement avec l'augmentation de la taille corporelle. Par exemple, les quolls ont la masse corporelle la plus faible et la densité la plus élevée. L'espèce wallaby la plus lourde a la plus faible densité de population.

Estimation de la taille

La façon la plus précise de déterminer la taille de la population consiste à dénombrer tous les individus de la zone. Cependant, cette méthode n'est généralement pas réalisable du point de vue logistique ou économique, en particulier lors de l'étude de grandes surfaces. Ainsi, les scientifiques étudient généralement les populations en échantillonnant une partie représentative de chaque habitat et en utilisant cet échantillon pour tirer des conclusions sur la population dans son ensemble. Les méthodes utilisées pour échantillonner les populations afin de déterminer leur taille et leur densité sont généralement adaptées aux caractéristiques de l'organisme étudié. Pour les organismes immobiles tels que les plantes, ou pour les organismes très petits et lents, un quadrat peut être utilisé. Un quadrat est une structure carrée située au hasard sur le sol et utilisée pour compter le nombre d'individus qui se trouvent à l'intérieur de ses limites (Figure\(\PageIndex{c}\)). Pour obtenir un dénombrement précis à l'aide de cette méthode, le carré doit être placé à des emplacements aléatoires dans l'habitat suffisamment de fois pour produire une estimation précise.

Figure\(\PageIndex{c}\) : Lycéens utilisant un quadrat dans une zone intertidale. Image réalisée par kqedquest (CC-BY-NC)

Pour les organismes mobiles plus petits, tels que les mammifères, une technique appelée marquage et recapture est souvent utilisée. Cette méthode consiste à marquer les animaux capturés et à les relâcher dans l'environnement pour qu'ils se mélangent au reste de la population. Plus tard, un nouvel échantillon est prélevé et les scientifiques déterminent combien d'animaux marqués se trouvent dans le nouvel échantillon. Cette méthode suppose que plus la population est importante, plus le pourcentage d'organismes marqués qui seront recapturés est faible, car ils se seront mélangés à un plus grand nombre d'individus non marqués. Par exemple, si 80 souris des champs sont capturées, marquées et relâchées dans la forêt, puis qu'une seconde capture de 100 souris des champs est capturée et que 20 d'entre elles sont marquées, la taille de la population (N) peut être déterminée à l'aide de l'équation suivante :

\[N = \frac{(\text{number marked first catch} \times \text{total number of second catch})}{\text{number marked second catch}}\]

En utilisant notre exemple, l'équation serait la suivante :

\[\frac{(80 \times 100)}{20} = 400\]

Ces résultats nous donnent une estimation de 400 individus au total dans la population d'origine. Le nombre réel sera généralement légèrement différent de celui-ci en raison des erreurs fortuites et des biais possibles causés par les méthodes d'échantillonnage.

Les méthodes mathématiques requises pour estimer la taille des populations peuvent être influencées par le profil de dispersion.

Attribution

Modifié par Melissa Ha d'après Population Demographics and Dynamics from Environmental Biology de Matthew R. Fisher (CC-BY)