Interactions entre espèces : Compétition et Prédation

Lorsque deux espèces partagent des ressources ou que l'une consomme l'autre, leurs dynamiques de population se couplent, entraînant une exclusion compétitive, une coexistence ou des oscillations liées entre prédateurs et leurs proies.

Definition

Dans ce sujet, les interactions entre espèces désignent les effets démographiques que les espèces en compétition et les paires consommateur-ressource exercent sur la croissance de leurs populations respectives, analysés à travers des modèles couplés de compétition et de prédation.

Scope

Ce sujet aborde les interactions entre deux espèces qui influencent le plus fortement la dynamique des populations : la compétition interspécifique pour des ressources partagées, et les interactions consommateur-ressource incluant la prédation, l'herbivorie et le parasitisme. Il traite des équations de compétition et de prédation de Lotka-Volterra, du principe d'exclusion compétitive, de la compétition pour les ressources et de la compétition apparente, des réponses fonctionnelles et numériques des prédateurs, ainsi que des conditions de coexistence stable ou de dynamiques cycliques.

Core questions

• Quand la compétition mène-t-elle à l'exclusion plutôt qu'à la coexistence des espèces ?
• Comment les équations de Lotka-Volterra décrivent-elles la compétition et la prédation ?
• Comment la réponse fonctionnelle d'un prédateur façonne-t-elle la dynamique prédateur-proie ?
• Qu'est-ce qui stabilise ou déstabilise les cycles consommateur-ressource ?

Key theories

Competitive exclusion principle

Deux espèces en compétition pour la même ressource limitante unique ne peuvent coexister indéfiniment ; le compétiteur le plus efficace déplace l'autre à moins que des différences de niche ou d'autres mécanismes n'atténuent la compétition.

Lotka-Volterra dynamics and functional responses

Des équations couplées lient les densités de prédateurs et de proies par le biais des taux d'attaque et de conversion, et la réponse fonctionnelle d'un prédateur — la manière dont son taux de consommation sature avec la densité des proies — détermine si l'interaction produit des équilibres stables ou des oscillations.

Mechanisms

Dans la compétition, chaque espèce réduit la ressource partagée et, par conséquent, la croissance par individu de l'autre ; le résultat dépend des coefficients de compétition et des capacités de charge, la coexistence exigeant que chaque espèce se limite davantage qu'elle ne limite son compétiteur. Dans la prédation, la croissance des proies est réduite proportionnellement aux rencontres avec les prédateurs, tandis que la croissance des prédateurs dépend des proies consommées ; les réponses fonctionnelles de Holling décrivent comment l'ingestion par prédateur augmente et sature avec la densité des proies, et le temps de manipulation ainsi que les refuges pour les proies modulent la stabilité.

Clinical relevance

La compréhension de la compétition et de la prédation éclaire la lutte biologique contre les ravageurs, la gestion des espèces invasives, la conservation des pêcheries et des prédateurs, et la prédiction de la manière dont le retrait ou l'ajout d'une espèce remodèle une communauté. Ceci est un contexte éducatif, non une prescription de gestion.

History

Lotka et Volterra ont indépendamment dérivé les équations de compétition et de prédateur-proie dans les années 1920, et Gause les a testées expérimentalement avec des protistes dans les années 1930, formulant le principe d'exclusion compétitive. Holling a décrit les réponses fonctionnelles des prédateurs en 1959, et la théorie de la compétition pour les ressources de Tilman, dans les années 1980, a ancré la coexistence dans l'utilisation des ressources.

Debates

Quelle est l'importance de la compétition dans la structuration de la nature ?

L'importance relative de la compétition par rapport à la prédation, aux perturbations et au hasard dans la détermination de la composition des communautés a été vigoureusement débattue, des expériences de terrain montrant que la compétition est forte dans certains systèmes mais faible ou intermittente dans d'autres.

Key figures

• Alfred Lotka
• Vito Volterra
• Georgy Gause
• C. S. Holling
• David Tilman

Seminal works

• begon2006
• gause1934
• holling1959

Frequently asked questions

Qu'est-ce que le principe d'exclusion compétitive ?

Il stipule que deux espèces en compétition pour exactement la même ressource limitante ne peuvent coexister indéfiniment ; l'une supplantera et éliminera l'autre à moins qu'elles ne diffèrent dans l'utilisation des ressources ou que d'autres facteurs n'interviennent.

Qu'est-ce qu'une réponse fonctionnelle d'un prédateur ?

Une réponse fonctionnelle décrit comment le nombre de proies consommées par prédateur varie avec la densité des proies ; elle augmente généralement puis sature car la manipulation de chaque proie prend du temps.