De la stratégie aux effets de seuil

La stratégie, ou modèle évolutif, r/K a été proposé par Robert MacArthur et Edward Osborne Wilson à la fin des années 60. Ce concept repose sur l’équation suivante :

Nous vous passerons les explications mathématiques liées à une telle équation mais nous en développerons tout de même ses tenants et aboutissants par la suite.

Il est à noter que ces différentes stratégies sont fortement liées aux principes de seuils de population que nous aborderons également.

Stratégie r et stratégie K

D’une manière générale le modèle r/K décrit quelle stratégie reproductive une espèce va mettre en place face à un environnement donné.

Les espèces à stratégie r vivent plutôt dans des environnements instables et/ou connaissant une forte compétitivité prédatrice. Ainsi elles vont adopter un mode de reproduction basé sur un nombre important de rejetons qui auront une croissance rapide avec peu de soins parentaux, qui accéderont rapidement à l’âge adulte et se reproduiront ensuite de même.
Ce sont généralement des espèces de petite taille à durée de vie courte et qui se trouvent en bas de la chaîne alimentaire. L’exemple typique pour représenter ce type de stratégie sont les souris, les insectes et la plupart des poissons.

Oeufs de papillon Bébés souris et leur mère Ban de poissons

A l’inverse, les espèces à stratégie K du fait d’un environnement plus stable vont privilégier une descendance faible avec des soins parentaux longs et des apprentissages liés à leur environnement et leur mode d’alimentation. Les jeunes accèdent ainsi à la maturité sexuelle plus tardivement.
Ce sont plutôt des espèces de grandes tailles à durée de vie longue et en haut de la chaîne alimentaire. Ici nous pouvons citer des exemples connus et bien documentés comme les cétacés, les grands fauves et bien entendu les primates dont nous-mêmes, Homo sapiens.

Baleineau et sa mère bébé gorille et sa maman jeune éléphanteau et sa mère

Bien entendu aucune espèce ne répond totalement à l’une ou l’autre de ces 2 stratégies. Chacune d’entre elles se trouve à un point plus ou moins médian, soit du type r, soit du type K.
Par exemple les chauves-souris ou la plupart des espèces d’oiseaux sont de taille réduite mais étant volants la pression prédatrice qu’elles subissent est moins forte. De plus ces espèces peuvent migrer en fonction des saisons et donc conserver un environnement relativement stable au fil de l’année. Elles ont donc pu se rapprocher d’une stratégie K ; les chauves-souris font généralement un seul petit par année, les oiseaux parfois plus, mais quoiqu’il en soit avec des soins parentaux assidus.

Exemple d'espèces à stratégie r, K ou intermédiaire

Exemples d’espèces à stratégie r, K et intermédiaire

Enfin, lorsque nous parlons d’environnement, il faut aussi placer celui-ci à l’échelle même de l’espèce en question.
Dans la savane africaine on trouve tant des petits rongeurs à stratégie r que des grands mammifères à stratégie K. Mais pour un rongeur son environnement se borne à quelques dizaines au mieux centaines de m² et est truffé de prédateurs en tout genre ; petits mammifères carnivores, serpents, rapaces etc.
Tandis que les grands mammifères, même herbivores comme les éléphants, les girafes ou les buffles, se déplacent sur des centaines de km² au gré des saisons et n’ont des prédateurs ou concurrents qu’en nombre limité du fait de leur taille et des moyens de défense qu’ils ont pu évolutivement mettre en place.

Seuil haut et seuil bas

Comme nous l’indiquions en introduction, il faut aussi comprendre en face des stratégies de reproduction les effets de seuils qui en découlent.

Par exemple, des scientifiques se sont interrogés face à la forte fluctuation des populations de lemmings dans la toundra sur une période de quelques années. Ils ont trouvé finalement que ces variations étaient grandement liées aux mêmes fluctuations de populations des hermines arctiques, l’un des principaux prédateurs des lemmings.

Lemmings

Le lemmings, la proie de l’hermine

Hermine

L’hermine, le prédateur du lemmings

Ainsi quand la prédation des hermines se fait moins forte du fait d’un moins grand nombre de jeunes, les populations de lemmings augmentent. Celle des hermines va ensuite elle-même augmenter du fait du plus grand nombre de proies disponibles et de la survie plus élevée des juvéniles jusqu’à atteindre au bout de quelques années un seuil maximum. La prédation sera alors à nouveau trop importante face à la capacité de reproduction des lemmings. Les populations de lemmings vont alors chuter rapidement à cause de la pression prédative des hermines qui elles-mêmes vont connaître une baisse du nombre d’individus survivants jusqu’à atteindre un minimum laissant ainsi le temps aux lemmings de se repeupler rapidement du fait de leur stratégie r. Le cycle redémarrera alors.
Nous voyons d’ailleurs grâce à cet exemple que les hermines, malgré une stratégie plutôt K, sont fortement impactés par un environnement instable tant d’un point de vue climatique que de la forte variation de proies disponibles et connaissent donc des variations de populations importantes au fil des années.

graphique des populations de lemmings et d'hermines

Variations des populations de lemmings et d’hermines au fil du temps

Nous avons ici un exemple de populations de prédateurs et proies qui connaissent tour à tour un seuil haut puis un seuil bas mais qui tant que l’environnement, même instable sur une année, reste relativement stable sur des décennies a trouvé un certain équilibre qui convient plus ou moins à l’une et l’autre de ces espèces.
En sera-t-il de même dans les années à venir à cause du réchauffement climatique… c’est une autre histoire !

Un autre exemple bien connu permet d’illustrer l’importance des seuils et notamment le fait de les dépasser. Nous voulons parler ici des cabillauds de l’Atlantique nord, aussi dénommé morue, qui sont pêchés depuis des centaines d’années et surtout surpêchés depuis la fin de la seconde guerre mondiale.
Ainsi dans les années 80 des biologistes marins n’ont eu de cesse de demander l’instauration de quotas de pêche plus restreints sur le cabillaud, et même d’arrêter la pêche pendant une période donnée. Mais ils n’ont jamais été réellement entendus par les pouvoirs publics, tout du moins avec un certain retard et avec peu de reconnaissance face à leurs recommandations.

Morue

La morue, un prédateur mais aussi une proie pour les navires usines

Navire de pêche usin

Les navires usines, un prédateur pour de nombreuses espèces de poissons

Or, en 1992, il a bien fallu se rendre à l’évidence que les stocks de cabillauds s’étaient effondrés alors qu’il s’agit d’une espèce à stratégie r assez marquée. Ainsi, même le gouvernement canadien décida la fermeture des pêcheries, mettant soit dit en passant au chômage près de 40 000 personnes directement liées à cette industrie. On pensait ainsi laisser le temps aux populations de cabillauds de se régénérer et pouvoir reprendre la pêche quelques années après. Mais jamais ces populations de cabillauds ne sont remises de cette surpêche, elles avaient ainsi passé la limite du seuil bas !
Les quelques milliers d’individus survivants bien qu’ils continuent à se reproduire ne suffisent donc pas à reconstituer le stock car soit leurs œufs qui vont se joindre au plancton marin vont être dévorés en grande quantité, soit les quelques jeunes survivants se retrouvent isolées hors de la protection des anciens bancs et vont être la proie de prédateurs marins.

Variation des populations de morues

Variation des populations de morues de l’Atlantique Nord au fil du XXe siècle

Certes depuis quelques années on voit les populations se reprendre mais ils sembleraient que cela soit plutôt dû au réchauffement des océans qui favorise la migration d’espèces de cabillauds venant des régions subtropicales.

Conclusion(s)

Comme nous le voyons ici il serait donc important avant d’entreprendre tout projet à grande échelle de se poser la question de savoir quelles stratégies reproductives les espèces présentes dans un biotope utilisent et aussi jusqu’à quel seuil bas il est possible de faire pression sur ces espèces.
Malheureusement cela n’en est que trop rarement le cas et c’est ainsi que l’on déplore jours après jours la réduction inéluctable des populations de certaines espèces et que nous assistons même stoïquement à leur disparition !