Module 5: La dynamique des populations SBI4U

Idées-clés La croissance des populations est prévisible. La consommation accrue des ressources et la production accrue des déchets, associées à la croissance des populations, causent des stress spécifiques à la Terre. Les développements technologiques peuvent contribuer à compenser l’empreinte écologique résultant de la croissance des populations.

Attentes Expliquer les facteurs qui influent sur la croissance de diverses populations d’espèces. Analyser, en appliquant la méthode scientifique, les interrelations entre les populations d’un écosystème. Évaluer l’impact de la croissance démographique et d’initiatives gouvernementales sur les populations et la biodiversité.

Chapitre 11: Décrire les populations et leur croissance

11.1: Les caractéristiques des populations

Mesures quantitatives d’une population * Taille (N): Nombre d’individus de la même espèce qui vivent dans une aire géographique spécifique. Densité (DP): Nombre d’individus par unité de surface.

3 méthodes pour déterminer la taille et la densité d’une population Transects Quadrats Échantillonage par marquage et recapture

1) Transects * Transect: longue aire rectangulaire relativement étroite. Le chercheur compte le nombre d’individus observés à une certaine distance de la ligne (ex. moins de 1 m). Départ et direction aléatoires.

2) Quadrats * Quadrat: Aire carrée d’une aire spécifique. Seulement pour espèces immobiles (ex. plantes) ou très peu mobiles (ex. étoile de mer). Sites choisis aléatoirement. Pour déterminer la densité: 𝐷 𝑃 = 𝑁 𝐴

3) Marquage et recapture * 𝑇𝑎𝑖𝑙𝑙𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑁 = (# 𝑑 ′ 𝑜𝑖𝑠𝑒𝑎𝑢𝑥 𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡 𝑚𝑎𝑟𝑞𝑢é𝑠)×(# 𝑑′𝑜𝑖𝑠𝑒𝑎𝑢𝑥 𝑟𝑒𝑐𝑎𝑝𝑡𝑢𝑟é𝑠) (# 𝑑 ′ 𝑜𝑖𝑠𝑒𝑎𝑢𝑥 𝑚𝑎𝑟𝑞𝑢é𝑠 𝑒𝑡 𝑟𝑒𝑐𝑎𝑝𝑡𝑢𝑟é𝑠) À vous de calculer la taille de cette population: 20 parulines capturées et baguées 1 semaine plus tard: 50 parulines capturées, dont 10 avec des bagues.

3 modes de répartition des populations Quelle est la différence?

1) Répartition contagieuse * Lorsque les organismes s’entraident. Exemples: Kangourous sont en groupes pour toujours avoir des gardiens quand les autres mangent. Baleines à bosse coopèrent pour chasser.

2) Répartition uniforme * Ressources uniformes mais rares. Organismes en compétition. Exemples: Oiseaux de proie qui défendent leur territoire. Plantes qui défendent leur territoire avec produits chimiques (juglone).

3) Répartition aléatoire * Ressources uniformes et abondantes Organismes ont des relations neutres. Exemples: Bactéries sur une boîte de Pétri.

Résumé des modes de répartition * Voir tableau 11.1 p.503

Facteurs qui affectent la répartition des populations * Répartition des ressources Interactions entre les membres de la population

3 stratégies de survie * I: La plupart des organismes meurent près de leur âge maximal possible. III: La plupart des organismes meurent en bas âge. Très peu survivent jusqu’à leur âge maximum possible. II: Le risque de mortalité est constant tout au long de leur vie.

À votre tour! Activité 11.1 p.504

11.2: Variations de la taille des populations

Calculer la variation de la taille d’une population (sans imm-ém) * ∆𝑁=𝐵−𝐷 ∆ = Variation N = Nombre d’individus B = Nombre de naissances D = Nombre de décès Suppose qu’en 2016, dans une population de tortues peintes de l’Ouest, 78 nouvelles tortues sont nées et 12 tortues sont mortes. Quelle a été la variation de population?

Calculer la variation de la taille d’une population (avec imm-ém) * ∆𝑁=(𝐵+𝐼)−(𝐷+𝐸) ∆ = Variation N = Nombre d’individus B = Nombre de naissances D = Nombre de décès I = Nombre d’immigrants (= arrivants) E = Nombre d’émigrants (= sortants)

Toutefois… +100 individus en 1 an est très différent de +100 individus en 10 ans. Comment les comparer?

Taux de croissance * 𝑡𝑐= ∆𝑁 ∆𝑡 Tc = taux de croissance ∆𝑁 = variation de la population ∆𝑡 = variation de temps Quel est le taux de croissance d’une population de physes des fontaines de Banff qui est passée de 3800 en 1997 à 1800, 2 ans plus tard?

Toutefois… +1000 individus par année pour Montréal est très peu, mais pour le village de l’Orignal est énorme. Comment les comparer?

Taux de croissance par individu * 𝑡𝑐𝑖= ∆𝑁 𝑁 Tci = taux de croissance par individu Dans l’exemple précédent, quel serait le taux de croissance par individu de Montréal (1,65 millions d’habitants) et L’Orignal (2 068 habitants)?

Croissance exponentielle vs. Sigmoïde * Croissance sigmoïde Ressources illimitées Croissance de + en + rapide. Ressources limitées Croissance lente, rapide, puis lente. Oscille à la capacité limite (K).

Stratégies R et K * Stratégie R Stratégie K Courte durée de vie Maturité sexuelle jeune Beaucoup de descendants Peu de soins aux descendants Relativement longue durée de vie. Maturité sexuelle + tard. Descendants par cycles de reproduction. Beaucoup de soins aux petits

11.3: Les facteurs qui régissent les populations naturelles Compétition Prédation Parasitisme Mutualisme

Différence entre A et B? A B En 1998, la tempête de verglas a tué plusieurs populations d’érables, de bouleaux et de cèdres. Les scolytes ont une croissance exponentielle jusqu’à ce que le froid de l’hiver en tue un grand nombre. Quand il y a trop de poissons dans un lac, certains meurent car ils n’ont pas assez d’oxygène. Les épidémies (ex. grippe) se développent souvent plus dans les grandes villes que dans les petits villages.

Facteur indépendant de la densité Facteur dépendant de la densité Différence entre A et B? Facteur indépendant de la densité Facteur dépendant de la densité En 1998, la tempête de verglas a tué plusieurs populations d’érables, de bouleaux et de cèdres. Les scolytes ont une croissance exponentielle jusqu’à ce que le froid de l’hiver en tue un grand nombre. Quand il y a trop de poissons dans un lac, certains meurent car ils n’ont pas assez d’oxygène. Les épidémies (ex. grippe) se développent souvent plus dans les grandes villes que dans les petits villages.

Facteur indépendant de la densité Facteur dépendant de la densité Définitions * Facteur indépendant de la densité Facteur dépendant de la densité Facteur abiotique, comme un incendie ou une inondation, qui influe sur la taille d’une population indépendamment de sa densité. L’interaction biotique à effet variable sur la croissance d’une population, selon la densité de ladite population.

Facteurs dépendants de la densité * Compétition Prédation Parasitisme Mutualisme

Compétition * Compétition Intraspécifique Interspécifique

Conséquence de la compétition interspécifique * Principe d’exclusion compétitive: 2 espèces avec la même « niche » ne peuvent pas coexister. Conséquence: La sélection naturelle a mené au partage référentiel des ressources.

Prédation * Les population de prédateurs-proies varient par cycles. Exemple #1: Hermines et lemmings Proie en premier, ensuite prédateur.

Prédation (suite) Exemple #2: Lynx et lièvres Données de la Compagnie de la Baie d’Hudson (The Bay) pendant 100 ans.

À ton tour! P.527 #1 à 9

Les mécanismes de défense * Homochromie: Adaptation de l’apparence visuelle (couleur) pour éviter la prédation. Inclut: Camouflage Mimétisme batésien Mimétisme mullérien

Camouflage * Prendre l’apparence physique de son habitat. Papillon feuille morte

Mimétisme batesien * Une espèce non toxique ressemble à une autre espèce toxique. Viceroy Couleuvre faux-corail

Mimétisme mullérien * Deux espèces toxiques se ressemblent.

Parasitisme * Parasite bénéficie de la relation, mais nuisible pour l’hôte. Ectoparasites: vivent à l’extérieur de l’hôte (ex. figuier étrangleur) Endoparasites: vivent à l’intérieur de l’hôte (ex. Plasmodium falciparum)

Mutualisme * Relation qui est bénéfique aux 2 espèces concernées. Ex. Acacia corne-de-bœuf et fourmis urticantes.

Commensalisme * Bénéfique à un partenaire, et ni bénéfique ni nuisible à l’autre. Selon les écologistes, peu d’exemples. Ex. Rémora et requin zébré

À ton tour Exercices p.533 #1 à 17