Métapopulations et dynamique spatiale

Les populations occupent rarement un habitat continu ; beaucoup persistent sous forme de réseaux de parcelles locales reliées par la dispersion, où la survie régionale dépend de l'équilibre entre l'extinction locale et la recolonisation.

Definition

La dynamique des métapopulations et la dynamique spatiale décrivent comment les populations réparties entre des parcelles d'habitat discrètes sont reliées par la dispersion, et comment l'extinction locale, la recolonisation et le mouvement entre les parcelles régissent la persistance régionale.

Scope

Ce sujet aborde la structure spatiale des populations : la théorie classique des métapopulations et le modèle de Levins sur l'occupation des parcelles, la dynamique source-puits dans laquelle les habitats productifs subventionnent ceux en déclin, les modèles continent-île et spatialement réalistes, ainsi que le rôle de la dispersion et de la dynamique de colonisation-extinction dans la persistance régionale. Il relie les processus de population à la fragmentation de l'habitat et à la configuration du paysage.

Core questions

• Comment l'équilibre entre l'extinction et la colonisation détermine-t-il la persistance d'une métapopulation ?
• Comment les habitats sources et puits interagissent-ils par la dispersion ?
• Quelles configurations d'habitat favorisent la persistance régionale ?
• Comment la dispersion relie-t-elle les populations locales à travers les paysages fragmentés ?

Key theories

Modèle de métapopulation de Levins

L'occupation régionale est régie par l'équilibre entre la colonisation des parcelles et l'extinction locale, de sorte qu'une métapopulation ne persiste que lorsque la colonisation est suffisamment rapide pour compenser la perte constante de parcelles occupées.

Dynamique source-puits

Dans les paysages hétérogènes, certains habitats sont des exportateurs nets d'individus (sources) tandis que d'autres sont des importateurs nets qui déclineraient en isolement (puits) ; la dispersion depuis les sources peut maintenir les populations dans les habitats puits.

Mechanisms

Dans le modèle classique, la fraction de parcelles occupées évolue à mesure que la colonisation des parcelles vides (proportionnelle à l'occupation et au nombre de parcelles vides) est compensée par l'extinction locale ; une occupation d'équilibre positive n'existe que lorsque la colonisation dépasse l'extinction. Dans les systèmes source-puits, le succès reproducteur par individu diffère selon les habitats, et l'émigration depuis des sources de haute qualité maintient la présence dans les puits où les décès dépasseraient autrement les naissances. La superficie et l'isolement des parcelles modifient les taux de colonisation et d'extinction dans les versions spatialement réalistes.

Clinical relevance

La pensée métapopulationnelle guide la conception des réserves, la planification des corridors et la gestion des populations fragmentées, aidant à prédire quels réseaux de parcelles peuvent soutenir une espèce en cas de perte d'habitat. Ceci est un contexte éducatif, et non une prescription de gestion.

History

Levins a inventé le terme de métapopulation en 1969 avec un modèle simple d'occupation des parcelles. Pulliam a formalisé la dynamique source-puits en 1988, et Hanski a développé une théorie des métapopulations spatialement réaliste et empiriquement fondée tout au long des années 1990, notamment grâce à des études à long terme sur le papillon damier de la succise.

Key figures

• Richard Levins
• Ilkka Hanski
• H. Ronald Pulliam

Seminal works

• hanski1999
• levins1969
• pulliam1988

Frequently asked questions

Qu'est-ce qu'une métapopulation ?

Une métapopulation est un réseau de populations locales de la même espèce occupant des parcelles d'habitat distinctes et reliées par la dispersion, où certaines parcelles s'éteignent et sont ensuite recolonisées.

Qu'est-ce qu'une population puits ?

Une population puits occupe un habitat où les décès dépassent les naissances, de sorte qu'elle déclinerait jusqu'à l'extinction sans une immigration continue provenant d'habitats sources plus productifs.