Métapopulation
Définition
Une métapopulation consiste en un ensemble de sous-populations occupant des parcelles d'habitat distinctes et reliées par la dispersion, la migration ou le mouvement d'individus d'une parcelle à l'autre. La théorie de la métapopulation est pertinente pour la conservation car de nombreuses espèces existent en tant que métapopulations, en particulier dans des environnements fragmentés.
Principe de métapopulation :
Apparue dans les années 1960, la théorie de la métapopulation décrit comment la dynamique des populations d'espèces est affectée par des habitats spatialement éloignés. Taille des fragments d'habitat, connexion, paramètres clés de colonisation et d'extinction utilisés par la théorie des métapopulations pour déterminer la persistance spatiale des espèces.
Explications
La théorie de la métapopulation peut fournir un cadre pour aider à comprendre la dynamique des populations d'espèces grâce à une série de prédictions. Premièrement, la théorie de la métapopulation suppose que la taille de la parcelle d'habitat est positivement corrélée à la taille de la population (principe de niche écologique et territoire). Ensuite, le deuxième principe de la théorie de la métapopulation suggère que les populations plus importantes sont moins susceptibles de disparaître en raison de la stochasticité environnementale et démographique.
Compte tenu de ces hypothèses, la théorie de la métapopulation prédit que plus la taille des parcelles augmente, plus le risque d'extinction diminue. La prédiction finale de la théorie de la métapopulation propose une connexion accrue entre les fragments d'habitat réduira la probabilité d'extinction. Les trois prédictions clés de la théorie de la métapopulation établissent une dynamique fondamentale des sous-populations qui peut éclairer les efforts de conservation.
Par exemple, une caractéristique de la métapopulation pertinente pour les décapodes est le potentiel de pertes de persistance pour les populations aux limites de l'aire de répartition d'une métapopulation résultant de changements dans l'advection.
Études des métapopulations
L'étude des métapopulations concerne l'inégalité des populations dans l'espace et le rôle de cette inégalité dans la dynamique des populations, la stabilité des populations, la coexistence des espèces et le maintien de la diversité. Des études strictes de métapopulation se concentrent sur l'inégalité due à la colonisation et à l'extinction des populations locales dans une région. Ils ont des applications importantes en biologie de la conservation, notamment en ce qui concerne les effets de la fragmentation des habitats.
Les études sur les métapopulations et leur généralisation à des populations spatialement structurées soulignent que l'inégalité modifie considérablement la dynamique des populations et les résultats des interactions entre espèces. Ces résultats ont des implications pour les concepts d'équilibre, de dynamique de non-équilibre et de régulation de la population, et donc pour les pratiques de gestion influencées par ces concepts.
Intérêt principal
L'intérêt principal des métapopulations, au sens strict, porte sur la dynamique de colonisation et d'extinction. La variable la plus préoccupante est la proportion, p, de parcelles (endroits où une population locale pourrait potentiellement exister) qui sont occupées par l'espèce. Deux paramètres interviennent dans la dynamique de cette fraction d'occupation : le taux d'extinction des populations locales (ε) et le taux c de recolonisation des vides par fraction occupée. Essentiellement, la fraction de populations locales qui disparaissent dans une unité de temps est ε. La probabilité qu'une population éteinte soit recolonisée dans une unité de temps est cp car c est mesuré proportionnellement à la fraction de parcelles occupées et intègre l'idée que la probabilité de recolonisation devrait dépendre de la fraction d'autres parcelles qui sont occupées.
Application de la théorie de la métapopulation à la conservation
La dynamique des populations d'espèces fragmentées est généralement conforme à la théorie de la métapopulation. En tant qu'ensemble de sous-populations habitant plusieurs parcelles spatialement distinctes mais connectées, les prédictions de la théorie des métapopulations peuvent être appliquées à des espèces fragmentées.
La théorie de la métapopulation prédit que de grands fragments d'habitat posséderont des tailles de population plus importantes, qui sont moins menacées d'extinction. Compte tenu de cette prédiction, les efforts de conservation peuvent se concentrer sur la préservation de grandes parcelles d'habitat sur plusieurs fragments plus petits. Étant donné que la migration entre les parcelles est négativement corrélée à l'isolement de l'habitat et que la théorie de la métapopulation prédit que les connexions entre les fragments d'habitat réduisent le risque d'extinction, les efforts de conservation devraient également viser à accroître les connexions entre les parcelles d'habitat fragmentées.
En utilisant les prédictions de la théorie des métapopulations, la conservation des espèces fragmentées devrait se concentrer sur la conservation de grandes parcelles d'habitat avec de plus grandes connexions entre elles, afin d'assurer la survie des métapopulations. Les prédictions de la théorie des métapopulations concernant la survie de sous-populations d'espèces fragmentées fournissent un cadre pour les stratégies de conservation.
De quelles caractéristiques biologiques dépendent ces taux de colonisation et d'extinction ?
L'extinction locale peut exister de plusieurs façons, dont certaines découlent directement des activités humaines dans la destruction ou la modification de l'habitat et la chasse; cependant, les modèles de métapopulation s'intéressent au cas où l'extinction locale est un phénomène naturel et répété, dont la vitesse peut être influencée par les activités humaines mais dont la présence ne l'est pas. Ainsi, les populations locales peuvent disparaître par hasard en raison de la petite taille de la population.
Le phénomène de stochasticité démographique fait référence à des événements aléatoires indépendants dans la vie d'organismes individuels. Il est impossible de prédire combien de temps un individu vivra et combien de descendants il aura, et ces effets additionnés sur les individus d'une population la font fluctuer. Dans une petite population locale, il y a toujours une probabilité définie de reproduction inférieure au taux de remplacement au cours de n'importe quelle année; et dans une petite population, le hasard de ces années peut conduire à l'extinction. Ces probabilités diminuent considérablement à mesure que la taille de la population augmente, mais d'autres facteurs peuvent également entraîner des effondrements de la population locale, notamment une dynamique de population instable et des perturbations.
Deux formes différentes de perturbation sont couramment considérées. Une perturbation environnementale est causée par un événement environnemental tel qu'une tempête ou un incendie, et une perturbation biologique est causée par l'invasion de prédateurs ou de maladies. Dans le scénario de métapopulation stricte, l'intérêt porte sur les événements de perturbation qui entraînent l'extinction de la population locale soit coïncidant avec la perturbation, soit peu de temps après, suite à l'affaiblissement de la population par la perturbation. À tout moment, les perturbations doivent frapper de manière inégale dans l'espace pour provoquer l'extinction d'une partie seulement des populations locales, sinon la métapopulation dans son ensemble serait perdue. Il est très courant que les agents perturbateurs de l'environnement, tels que les incendies et les tempêtes, répartissent la mortalité de manière très inégale dans l'espace, même s'ils peuvent affecter une vaste zone en peu de temps.
Synonymes, antonymes
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