Mesurer la taille de la population

L'importance de l'estimation de la population

Sans données, les écologistes ne peuvent pas prédire comment une communauté évoluera au fil du temps. Un changement dans la population d'une espèce peut avoir un effet d'entraînement sur une autre population.

Les populations subissent des changements constants. Le nombre d'individus peut fluctuer à la hausse ou à la baisse, en fonction de plusieurs causes potentielles. La dynamique des populations peut avoir une influence majeure sur la stabilité, le développement et la croissance d'une population.

Tableau 1 : Causes potentielles de la variation de la taille d'une population.

Les estimations de population permettent de détecter si une population connaît un déclin important. Un tel déclin peut représenter un problème pour l'espèce, car les petites populations courent un plus grand risque d'extinction. Pourquoi ? Elles ont tendance à avoir une plus faible diversité génétique, ce qui les rend plus vulnérables aux changements environnementaux et à l'héritage de gènes nocifs.

Un changement dans la dynamique des populations peut avoir uneffet domino sur l'ensemble de la communauté. Toutes les espèces d'une communauté dépendent les unes des autres pour la nourriture, les ressources, la pollinisation, les abris et l'oxygène. Le déclin soudain d'une espèce peut entraîner la chute d'une autre, qui provoque la réduction d'une autre, et d'une autre...

Méthodes d'estimation de la taille des populations

Les écologistes estiment la taille des populations à l'aide de trois méthodes d'échantillonnage différentes. Lesquadrats et les transects sont utilisés pour les plantes ou les animaux sessiles (qui ne bougent pas), tandis que la méthode de marquage-recapture est utilisée pour les organismesmobiles.

La méthode du quadrat

Avant l'échantillonnage des quadrats, l'emplacement des quadrats est déterminé à l'aide de coordonnées aléatoires à l'intérieur du site d'étude. Cela permet d'éviter les biais et d'assurer une répartition uniforme des quadrats et des espèces. En outre, il est essentiel de comprendre la superficie du site d'étude. Pour les habitats carrés ou rectangulaires, il faut multiplier la longueur et la largeur. Cependant, de nombreux habitats nécessiteront l'utilisation de références de grille.

Le quadrat est placé sur le sol en utilisant des coordonnées aléatoires et prédéterminées. Les individus à l'intérieur du quadrat sont identifiés et comptés.

Parfois, l'estimation du pourcentage de couverture est une méthode plus appropriée que le comptage des individus. Un quadrat quadrillé est utilisé pour calculer le pourcentage de couverture. Il s'agit d'un quadrat qui est divisé en carrés plus petits. L'espèce dominante est déterminée en voyant laquelle est la plus présente dans chaque carré, et à partir de là, le pourcentage de couverture estimé peut être calculé.

La méthode du transect

Un transect est une ligne placée à travers un habitat. Il sert à mesurer la fréquence de la végétation de façon systématique.

• Lestransects continus enregistrent la végétation sur toute la longueur de la ligne de transect. Par conséquent, ils conviennent mieux aux courtes distances.

• Les transectsinterrompus sont utilisés pour enregistrer la végétation à intervalles réguliers le long de la ligne .

Les transects mesurent souvent les changements de végétation dans les habitats de succession.

Lesdiagrammes en cerf-volant sont utilisés pour montrer comment la fréquence de la végétation change le long d'un transect. La surface du graphique indique la fréquence - plus le graphique est large, plus la fréquence est élevée. Ces diagrammes donnent une impression générale de la façon dont un habitat successif change.

La méthode de marquage-recapture

Les écologistes capturent des animaux et les marquent avec des étiquettes, de la peinture, des marques ou des bagues. Les animaux marqués sont ensuite relâchés dans leur environnement, où ils se mélangent naturellement au reste de la population.

Les animaux à carapace dure sont faciles à marquer. Unsplash (en anglais)

Plus tard, un deuxième échantillon d'animaux est prélevé. Celui-ci comprendra probablement des individus marqués (appelés recaptures) et d'autres non marqués.

Le rapport entre les individus marqués et non marqués permet aux écologistes d'estimer la taille de la population. La méthode de marquage-recapture part du principe que plus la population est importante, plus le pourcentage d'individus recapturés est faible.

Méthodes d'estimation : Avantages et inconvénients

Toutes les méthodes utilisées pour estimer la taille des populations présentent des avantages et des inconvénients spécifiques.

Tableau 2 : Principaux avantages et inconvénients des méthodes d'estimation pour mesurer la taille de la population.

Estimation de la taille de la population : Formules

Une fois les données recueillies, il faut les extrapoler pour estimer la taille de la population pour l'ensemble de l'habitat.

La formule du quadrat

La formule requise pour extrapoler les données des quadrats dépend de la façon dont les données ont été collectées.

Comptage des individus

Pour estimer la taille de la population, la surface de l'habitat est divisée par la surface du quadrat et multipliée par la moyenne. La formule suivante peut être utilisée :

$\frac{areaofhabitat}{areaofquadrat}xmeannumberofindividualsperquadrat=population$

Supposons qu'un écologiste ait trouvé une moyenne de 3 chardons dans chaque quadrat de 1^m2. La taille totale de l'habitat était de 12 000^m2.

$\frac{12000}{1}x3=36000$

Ce calcul permet de conclure que la population compte 36 000 chardons.

Pourcentage de couverture

Pour estimer la taille de la population, calcule le pourcentage moyen de couverture et multiplie-le par 100 pour obtenir un pourcentage.

$\frac{sumofpercentages}{numberofsamplestaken}x100=percentagecover$

Supposons qu'un écologiste ait mesuré le pourcentage de couverture de mousse pour dix quadrats dans un habitat de lande.

$\frac{14+78+36+67+54+98+91+86+90+75}{10}x100=68.9\%$

Ce calcul permet de conclure que l'habitat de la lande a une couverture de mousse de 68,9 %.

Formule de marquage-recapture

La formule de la méthode de marquage-recapture est connue sous le nom d'indice de Lincoln.

$Population=totalnumberofanimalsin1stsamplex\frac{totalnumberofanimalsin2ndsample}{numberofmarkedanimalsin2ndsample}$

Supposons qu'un écologiste ait capturé et marqué 15 escargots lors du premier échantillon. Ils en ont ensuite capturé 21 lors du deuxième échantillon ; 3 étaient déjà marqués car ils avaient été capturés lors du premier échantillon.

$105=15x\frac{21}{3}$

En utilisant la formule de l'indice de Lincoln, l'écologiste peut conclure que la population compte 105 escargots.

Estimation de la taille de la population : Activité

Estimer la taille d'une population n'est pas aussi difficile qu'il n'y paraît. Tout ce dont tu as besoin, c'est d'un grand espace ouvert (comme le terrain de jeu d'une école ou un parc local) et d'un appareil de mesure.

Objectif : Estimer la taille de la population d'une espèce végétale choisie dans un habitat en utilisant la méthode du quadrat (comptage des individus).

Matériel :

• Quadrat

• Deux mètres ruban de 10 m

• Planche à pince

• Stylo

• Papier

Méthode :

1. Mesure la taille de l'habitat que tu as choisi. Choisis l'emplacement de tes quadrats en utilisant des coordonnées aléatoires dans l'habitat.

2. À tes premières coordonnées, allonge les rubans à mesurer au maximum. Pose-les sur le sol, perpendiculairement l'un à l'autre, pour former un angle droit. Cela créera une surface de 100^m2.

3. Utilise un générateur de nombres aléatoires pour obtenir deux nombres entre 0 et 100. Tu les utiliseras comme coordonnées à l'intérieur de ta^{zone de} 100^m2 .

4. Place le quadrat aux coordonnées aléatoires (la taille du quadrat peut être de 1 x 1 mètre, ^1m2). Compte et enregistre le nombre d'individus de l'espèce choisie présents dans le quadrat.

5. Prélève neuf autres échantillons au hasard dans la zone de 100^m2.

6. Répète ce processus aux emplacements prédéterminés des quadrats dans l'habitat.

7. Estime la taille totale de la population.

Variables de contrôle :

• Taille du quadrat

• Nombre d'échantillons de quadrat prélevés

• Méthode de comptage

Risques :

• Coupures ou piqûres

• Allergies

• Conditions météorologiques défavorables

^{1. Conseil des études sur le terrain, Techniques de travail sur le terrain, 2022.}

^{2. John R. Platt, Le renard des îles pourrait avoir la plus faible variabilité génétique de tous les animaux, Scientific American, 2016.}

^{3. Meredyth Glass, Avantages et inconvénients de l'utilisation des quadrats, Sciencing, 2018.}

^{4. Michael Pidwirny, Succession de plantes, Géographie physique.Net, 2018}

^{5. Michael Reiss, Biologie environnementale, 2000}

^{6. Fondation nationale pour la science, biologie générale : Boundless, 2022}

^{7. Neil Campbell, Biologie : Une approche globale onzième édition, 2018}

^{8. PMT Education, Edexcel Biology iGCSE : 4.2 Estimer la taille d'une population, 2022.}

^{9. StudyMind, Organisation et niveaux trophiques - échantillonnage par quadrat et par transect (GCSE Biologie), 2022.}

^{10. W. Chris Funk, Monitoring Population Trends of Eleutherodactylus Frogs, Journal of Herpetology, 2003.}