Objectifs

• Situer l'individu, la population, la communauté et l'écosystème, et donner les caractéristiques propres à chaque niveau.
• Choisir une méthode d'étude adaptée : recensement, quadrats, capture-marquage-recapture.
• Calculer une densité et estimer un effectif.
• Reconnaître les trois types de répartition d'une population.

1. Chaque niveau a ses propres caractéristiques

flowchart LR
A[Individu] --> B[Population]
B --> C[Communauté ou biocénose]
C --> D[Écosystème]
E[Biotope] --> D

2. Compter les êtres vivants : les méthodes d'étude

Le recensement (comptage direct)

On compte tous les individus. Il convient aux êtres vivants peu nombreux, grands et visibles sur une petite surface : les baobabs d'un village, les fromagers d'une cour d'école.

L'échantillonnage par quadrats

Pour les plantes ou les animaux peu mobiles, on délimite au hasard plusieurs petits carrés de même surface (les quadrats, par exemple de 1 m²), on compte les individus dans chacun, puis on étend le résultat à toute la surface.

La capture-marquage-recapture

Pour les animaux mobiles (poissons, criquets, petits mammifères), on capture \(M\) individus, on les marque sans les blesser et on les relâche. Plus tard, on capture \(C\) individus, parmi lesquels \(R\) sont marqués. On suppose que la proportion d'individus marqués est la même dans la capture et dans toute la population :

Cette méthode suppose que la population ne change pas entre les deux captures (ni naissances, ni morts, ni départs), que les individus marqués se mélangent aux autres et que la marque ne gêne pas l'animal.

La densité

La densité d'une population est le nombre d'individus par unité de surface (ou de volume pour l'eau) :

avec \(N\) l'effectif et \(S\) la surface ; elle s'exprime par exemple en individus par m² ou par hectare (\(1\ \text{ha} = 10\,000\ \text{m}^2\)).

Exemple résolu 1 : les quadrats de Kaolack

Les élèves posent 5 quadrats de 1 m² et comptent : 4, 6, 3, 5 et 7 pieds. Estime la densité puis l'effectif sur les 2 000 m² du terrain.

Exemple résolu 2 : les tilapias de la mare

Des pêcheurs capturent 40 tilapias, les marquent à la nageoire et les relâchent. Une semaine plus tard, ils en capturent 50, dont 8 sont marqués. Estime l'effectif de la population.

3. La répartition (distribution) d'une population

La répartition décrit la façon dont les individus d'une population sont disposés dans l'espace :

• régulière (uniforme) : distances à peu près égales entre individus, souvent à cause de la compétition ou de l'action humaine (plantation) ;
• aléatoire : individus dispersés sans ordre, quand le milieu est homogène ;
• agrégée (en groupes) : individus rassemblés là où se trouvent les ressources (eau, ombre, nourriture) ou par vie en groupe. C'est la plus fréquente dans la nature.

Exemple résolu 3 : interpréter une répartition

Dans une zone sahélienne, des élèves observent que les touffes d'herbe se concentrent autour des mares et le long d'un marigot. Quel type de répartition est-ce et quelle en est la cause probable ?

Erreurs fréquentes

• Appeler « population » un ensemble de plusieurs espèces : c'est une communauté.
• Oublier le biotope dans la définition de l'écosystème.
• Comparer des effectifs au lieu des densités pour des surfaces différentes.
• Oublier de convertir les hectares en m² (ou l'inverse) : \(1\ \text{ha} = 10\,000\ \text{m}^2\).
• Inverser la formule de capture-recapture : on divise par \(R\), le nombre d'individus marqués recapturés.
• Présenter une estimation comme un nombre exact.

Récapitulatif

L'individu, la population (une espèce), la communauté (plusieurs espèces) et l'écosystème (biocénose + biotope) ont chacun leurs caractéristiques. Une population se décrit par son effectif, sa densité \(D = \frac{N}{S}\) et sa répartition (régulière, aléatoire ou agrégée). On l'étudie par recensement quand c'est possible, sinon par quadrats (plantes, animaux peu mobiles) ou par capture-marquage-recapture \(N = \frac{M \times C}{R}\) (animaux mobiles).