Objectifs

• Définir et distinguer individu, espèce, population, communauté (biocénose), écosystème et biosphère.
• Décrire les caractéristiques d'une population : effectif, densité, répartition, structure.
• Choisir et appliquer une méthode d'étude : recensement, quadrats, capture-marquage-recapture.
• Calculer une densité et estimer un effectif à partir de données de terrain.

1. Des niveaux emboîtés

L'individu et l'espèce

Un individu est un être vivant unique : un baobab, un margouillat, un poisson tilapia. Une espèce est un ensemble d'individus qui se ressemblent et qui peuvent se reproduire entre eux en donnant une descendance fertile.

La population

Une population est l'ensemble des individus d'une même espèce qui vivent dans un même milieu au même moment. Exemple : tous les rôniers d'une savane donnée, tous les tilapias d'un étang.

La communauté (biocénose)

Une communauté, ou biocénose, est l'ensemble des populations de toutes les espèces (plantes, animaux, champignons, micro-organismes) qui vivent dans un même milieu et interagissent. Exemple dans une mangrove du Sine-Saloum : palétuviers, huîtres fixées sur les racines, crabes, poissons, oiseaux.

Les relations entre espèces d'une communauté sont, par exemple : la prédation (un mangeur et un mangé), la compétition (deux espèces qui utilisent la même ressource), le mutualisme (les deux partenaires y gagnent), le parasitisme (l'un vit aux dépens de l'autre).

L'écosystème et la biosphère

Un écosystème est formé d'un biotope (le milieu physique et chimique : sol, eau, lumière, température, salinité…) et de la biocénose qui y vit, avec toutes leurs interactions :

Exemples : une lagune, une forêt galerie, un champ de mil, une mare temporaire. L'ensemble de tous les écosystèmes de la Terre forme la biosphère.

flowchart LR
  A[Individu] --> B[Population]
  B --> C[Communauté]
  C --> D[Écosystème]
  D --> E[Biosphère]

2. Les caractéristiques d'une population

• L'effectif \(N\) : le nombre d'individus de la population.
• La densité \(D\) : le nombre d'individus par unité de surface (ou de volume pour l'eau) : \[ D = \frac{N}{S} \] où \(S\) est la surface (en \(\mathrm{m^2}\), en ha ou en \(\mathrm{km^2}\)).
• La répartition (ou distribution) dans l'espace : régulière (individus espacés de façon égale, comme des manguiers plantés en verger), aléatoire (au hasard), agrégée (en groupes, autour d'un point d'eau ou d'une ressource).
• La structure : répartition par âge (jeunes, adultes, vieux) et par sexe.
• La dynamique : l'effectif varie selon les naissances, les morts, les arrivées et les départs.

3. Les méthodes d'étude d'une population

Le recensement (comptage total)

On compte tous les individus. Possible pour des êtres vivants grands, peu nombreux ou immobiles, sur une petite surface : les arbres de la cour du lycée, les fromagers d'une place, le troupeau d'un éleveur.

L'échantillonnage par quadrats

Pour les plantes ou les petits animaux peu mobiles sur une grande surface, on délimite au hasard plusieurs petits carrés de surface connue (les quadrats, par exemple \(1\ \mathrm{m^2}\)), on compte les individus dans chacun, on calcule la densité moyenne puis on l'étend à toute la surface :

La capture-marquage-recapture

Pour les animaux qui se déplacent (poissons, oiseaux, rongeurs) :

1. on capture \(M\) individus, on les marque sans les blesser, puis on les relâche ;
2. quelques jours plus tard, on capture \(C\) individus et on compte parmi eux les \(R\) individus marqués ;
3. on suppose que la proportion de marqués est la même dans la capture que dans toute la population :

Exemple résolu 1 : calculer une densité

Dans un lycée de Bouaké, les élèves recensent 30 neems sur une parcelle de \(1{,}5\) ha. Calcule la densité. Cherche d'abord.

Exemple résolu 2 : estimer avec des quadrats

Dans une jachère de \(2\,000\ \mathrm{m^2}\), on place 5 quadrats de \(1\ \mathrm{m^2}\). On y compte 4, 6, 3, 5 et 7 pieds d'une herbe. Estime l'effectif total.

Exemple résolu 3 : capture-marquage-recapture

Dans un étang près de Kara, on capture et marque 60 tilapias, puis on les relâche. Une semaine plus tard, on en capture 50, dont 12 sont marqués. Estime l'effectif de la population.

Erreurs fréquentes

• Appeler « population » un groupe de plusieurs espèces : c'est une communauté.
• Confondre biotope (milieu non vivant) et biocénose (ensemble des êtres vivants).
• Oublier l'unité d'une densité (individus par \(\mathrm{m^2}\), par ha…).
• Inverser la formule de capture-marquage-recapture : c'est \(N = \frac{M \times C}{R}\), pas \(\frac{R \times C}{M}\).
• Présenter une estimation comme un nombre exact.

Récapitulatif

• Niveaux emboîtés : individu, population, communauté (biocénose), écosystème, biosphère.
• Écosystème = biotope + biocénose, avec leurs interactions.
• Une population se décrit par son effectif, sa densité \(D = \frac{N}{S}\), sa répartition et sa structure.
• Méthodes : recensement total, quadrats (\(N \approx D \times S\)), capture-marquage-recapture (\(N = \frac{M \times C}{R}\)).