5.4 : Histoire de la vie

Les caractéristiques du cycle vital sont celles qui se rapportent à la survie, à la mortalité et à la reproduction d'une espèce. Les exemples incluent les taux de natalité, l'âge à la première reproduction, le nombre de descendants et les taux de mortalité. Ces caractéristiques évoluent tout comme les traits physiques ou le comportement, entraînant des adaptations qui influent sur la croissance de la population.

Stratégies de reproduction

Les écologistes des populations ont émis l'hypothèse que des ensembles de caractéristiques peuvent évoluer chez les espèces, ce qui entraîne des adaptations particulières à leur environnement. Ces adaptations ont un impact sur le type de croissance démographique que connaît leur espèce. Les écologistes des populations ont décrit un continuum de « stratégies » relatives au cycle biologique, avec des espèces sélectionnées par K d'un côté et des espèces sélectionnées par R de l'autre (tableau\(\PageIndex{a}\)). Les espèces sélectionnées par K sont adaptées à des environnements stables et prévisibles. Les populations d'espèces sélectionnées par K ont tendance à vivre près de leur capacité de charge (qui est représentée par la lettre « K » dans l'équation de la croissance logistique de la population). Ces espèces ont tendance à avoir une progéniture plus grande mais moins nombreuse, fournissent de grandes quantités de ressources à chaque progéniture et ont une longue durée de génération. Les éléphants seraient un exemple d'espèce sélectionnée par K (figure\(\PageIndex{a}\)). Lorsqu'un habitat est rempli d'une collection diversifiée de créatures qui se font concurrence pour les nécessités de la vie, l'avantage revient aux stratèges K. Les stratèges K ont des populations stables proches de K. Il n'y a rien à gagner à un taux de croissance élevé (r). L'espèce bénéficiera le plus d'une adaptation étroite aux conditions de son environnement.

Tableau\(\PageIndex{a}\) : Comparaison des espèces sélectionnées en K et en r

Caractéristiques des espèces sélectionnées par K	Caractéristiques des espèces sélectionnées
Maturité tardive	Mûrir tôt
Longévité accrue	Longévité réduite
Soins parentaux accrus	Réduction des soins parentaux
Des concurrents puissants	Des concurrents faibles (de puissants colonisateurs)
Moins de progéniture	Plus de progéniture
Progéniture plus grande	Progéniture plus petite

Figure\(\PageIndex{a}\) : (a) Les éléphants sont considérés comme des espèces sélectionnées par K car ils vivent longtemps, arrivent à maturité tard et fournissent des soins parentaux à long terme à quelques descendants. Les chênes produisent de nombreux descendants qui ne reçoivent pas de soins parentaux, mais qui sont considérés comme des espèces sélectionnées K en raison de leur longévité et de leur maturation tardive. (b) Les pissenlits et les méduses sont tous deux considérés comme des espèces sélectionnées par R car ils arrivent à maturité précoce, ont une courte durée de vie et produisent de nombreux descendants qui ne reçoivent aucun soin parental.

Les espèces sélectionnées sont adaptées à des environnements instables et imprévisibles. Ils ont un grand nombre de petits descendants. Les animaux sélectionnés r ne fournissent pas beaucoup de ressources ou de soins parentaux à leur progéniture, et la progéniture est relativement autosuffisante à la naissance. Les invertébrés marins tels que les méduses et les plantes telles que le pissenlit sont des exemples d'espèces sélectionnées par r (figure\(\PageIndex{a}\)). Les stratèges ont une courte durée de vie et se reproduisent rapidement, ce qui réduit la durée de génération. Par exemple, la mouche domestique peut produire 7 générations par an (chacune d'environ 120 jeunes). L'herbe à poux est bien adaptée pour exploiter son environnement à la hâte, avant même que ses concurrents ne s'y implantent. Elle pousse rapidement et produit un grand nombre de graines (après avoir libéré son pollen, fléau pour de nombreuses personnes souffrant du rhume des foins). Comme l'approche de l'herbe à poux pour assurer sa survie continue passe par une reproduction rapide (une valeur élevée de r), elle est appelée stratège r. D'autres mauvaises herbes, de nombreux insectes et de nombreux rongeurs sont également des stratèges. En fait, si l'on considère un organisme comme un organisme nuisible, il s'agit probablement d'un stratège.

Les deux stratégies extrêmes se situent aux deux extrémités d'un continuum dans lequel existeront les véritables cycles biologiques des espèces. De plus, les stratégies du cycle vital n'ont pas besoin d'évoluer en tant que suites, mais peuvent évoluer indépendamment les unes des autres ; par conséquent, chaque espèce peut présenter certaines caractéristiques qui tendent vers un extrême ou l'autre. Néanmoins, la théorie de la sélection r et K fournit la base d'un cadre plus précis du cycle vital. De nouveaux modèles démographiques de l'évolution du cycle vital ont été développés, qui intègrent de nombreux concepts écologiques inclus dans la théorie de la sélection r et K ainsi que la structure par âge de la population et les facteurs de mortalité.

Tables de survie

Les tables de mortalité fournissent des informations importantes sur le cycle biologique d'un organisme et sur l'espérance de vie des individus à chaque âge. Ils sont modélisés d'après les tables actuarielles utilisées par le secteur de l'assurance pour estimer l'espérance de vie humaine. Les tables de mortalité peuvent inclure la probabilité que chaque groupe d'âge décède avant son prochain anniversaire, le pourcentage de personnes survivantes décédant à un intervalle d'âge donné (leur taux de mortalité et leur espérance de vie à chaque intervalle). Un exemple de table de survie est présenté dans le tableau\(\PageIndex{b}\) tiré d'une étude sur le mouflon de Dall, une espèce originaire du nord-ouest de l'Amérique du Nord. Notez que la population est divisée en tranches d'âge (colonne A).

Comme le montrent les données sur les taux de mortalité (colonne D), un taux de mortalité élevé est survenu lorsque les moutons avaient entre six mois et un an, puis a augmenté encore plus entre 8 et 12 ans, après quoi il y a eu peu de survivants. Les données indiquent que si un mouton de cette population devait survivre jusqu'à l'âge d'un an, il pourrait vivre encore 7,7 ans en moyenne, comme le montrent les chiffres de l'espérance de vie dans la colonne E. Les tables de mortalité contiennent souvent plus d'informations que le tableau\(\PageIndex{b}\), telles que les taux de fécondité (reproduction) pour chaque groupe d'âge.

Tableau\(\PageIndex{b}\) : Table de survie des moutons de Dall Mountain

Intervalle d'âge (années)	Nombre de décès dans l'intervalle d'âge sur 1 000 naissances	Nombre de personnes survivant au début de l'intervalle d'âge sur 1 000 naissances	Taux de mortalité pour 1 000 personnes vivantes au début de l'intervalle d'âge	Espérance de vie ou durée de vie moyenne restante pour les personnes ayant atteint l'intervalle d'âge
0 à 0,5	54	1000	54,0	7.06
0,5 à 1	145	946	153,3	—
1 à 2	12	801	15,0	7,7
2—3	13	789	16,5	6,8
3—4	12	776	15,5	5,9
4—5	30	764	39,3	5,0
5—6	46	734	62,7	4.2
6—7	48	688	69,8	3.4
7—8	69	640	107,8	2.6
8—9	132	571	231,2	1,9
9—10	187	439	426,0	1.3
10—11	156	252	619,0	0,9
11-12	90	96	937,5	0,6
12-13	3	6	500,0	1.2
13-14	3	3	1000	0,7

Courbes de survie

Un autre outil utilisé par les écologistes des populations est la courbe de survie, qui est un graphique du nombre d'individus survivant à chaque intervalle d'âge en fonction du temps. Ces courbes nous permettent de comparer les cycles biologiques de différentes populations (figure\(\PageIndex{c}\)). Il existe trois types de courbes de survie. Dans une courbe de survie de type I, la mortalité est faible au cours des premières années et des années intermédiaires et survient principalement chez les personnes âgées. Les organismes présentant un taux de survie de type I produisent généralement peu de descendants et prodiguent de bons soins à la progéniture, augmentant ainsi les chances de survie de celle-ci. Les humains et la plupart des mammifères présentent une courbe de survie de type I. Dans les courbes de survie de type II, la mortalité est relativement constante tout au long de la vie, et la mortalité est également susceptible de survenir à tout moment de la vie. De nombreuses populations d'oiseaux fournissent des exemples d'une courbe de survie intermédiaire ou de type II. Dans les courbes de survie de type III, c'est chez les jeunes enfants que la mortalité est la plus élevée, les taux de mortalité étant beaucoup plus faibles pour les organismes qui atteignent les années avancées. Les organismes de type III produisent généralement un grand nombre de descendants, mais ne les soignent que très peu ou pas du tout. Les arbres et les invertébrés marins présentent une courbe de survie de type III parce que très peu de ces organismes survivent à leur plus jeune âge, mais ceux qui atteignent un âge avancé ont plus de chances de survivre pendant une période relativement longue.

Figure\(\PageIndex{c}\) : Les courbes de survie indiquent les chances de survie d'une population en fonction de l'âge. Le nombre d'individus survivants (sur une échelle logarithmique) se trouve sur l'axe des ordonnées et le temps (représentant l'âge relatif) sur l'axe des abscisses. Les humains et la plupart des mammifères ont une courbe de survie de type I, car la mort survient principalement au cours des années les plus âgées. La courbe de survie de type I est représentée par une courbe convexe, qui diminue rapidement à la fin. Les oiseaux ont une courbe de survie de type II, car la mort est également probable à tout âge. La courbe de survie de type II est représentée par une ligne droite allant du coin supérieur gauche au coin inférieur droit du graphique. Les arbres ont une courbe de survie de type III parce que très peu d'entre eux survivent plus jeunes, mais après un certain âge, les individus ont beaucoup plus de chances de survivre. La courbe de survie de type III est représentée par une courbe concave, qui diminue d'abord rapidement puis s'aplatit.

Bien qu'il n'existe aucune association exacte entre les stratégies de reproduction (sélection K ou r) et les courbes de survie (type I, II ou III), les espèces sélectionnées par K sont plus susceptibles d'avoir une courbe de survie de type III. Les espèces sélectionnées ont tendance à avoir une courbe de survie de type I.

Attribution

Modifié par Melissa Ha à partir des sources suivantes :

• Dynamique et régulation des populations à partir de la biologie générale par OpenStax (CC-BY)
• Démographie et dynamique des populations à partir de la biologie environnementale par Matthew R. Fisher (CC-BY)
• Principes de la croissance démographique tirés de la biologie par John W. Kimball (CC-BY)