Comment l’abondance des ressources affecte-t-elle la dynamique des populations ?
L’abondance des ressources environnementales telles que la nourriture, l’eau et l’espace détermine la façon dont l’abondance de la population évolue dans le temps. En présence de ressources illimitées, les populations croissent de manière exponentielle. Si l’on trace le graphique du nombre d’individus d’une population à croissance exponentielle en fonction du temps, on trouve une courbe en forme de J où la pente devient de plus en plus forte. Cette courbe est décrite par l’équation suivante :
N t >= N 0 > e rt
Où N 0 est le nombre initial d’individus, N t est le nombre d’individus à un moment futur, r est le taux d’accroissement, t est le temps, et e est la base du logarithme naturel (en gros 2,718). Le taux d’accroissement ( r ) est déterminé par la différence entre les taux de natalité et de mortalité de la population. En 1999, le Bureau américain du recensement a estimé le taux d’accroissement de la population ( r ) pour la population humaine mondiale à 0,0129 (ou 1,29 %) par an. Peu de populations naturelles croissent à des taux exponentiels pendant de longues périodes, car les ressources deviennent généralement limitantes lorsque l’abondance de la population est très élevée.
Dans un environnement où les ressources deviennent limitées, les populations présentent un modèle de croissance appelé croissance logistique. Dans ce cas, si l’on trace le nombre d’individus de la population en fonction du temps, on trouve une courbe sigmoïdale, ou en forme de S. Lorsque l’abondance de la population est faible, la population croît de manière exponentielle. Cependant, lorsque la taille de la population augmente, les ressources deviennent limitées, le taux de croissance de la population ralentit et la courbe d’abondance de la population s’aplatit. Le nombre d’individus présents dans la population lorsque le taux de croissance ralentit jusqu’à zéro est appelé K, la capacité de charge. La capacité de charge est le nombre maximum théorique d’individus que l’environnement peut supporter. Bien que les estimations de K pour les humains soient controversées, la plupart se situent autour de 12 milliards.
En utilisant les concepts de la biologie fondamentale des populations, les biologistes ont distingué deux stratégies de croissance démographique. Certaines espèces ont des caractéristiques qui leur permettent de croître rapidement lorsqu’un environnement aux ressources abondantes est nouvellement créé (par exemple, une nouvelle clairière dans une forêt). Ces espèces, dites r -sélectionnées, se reproduisent généralement à un jeune âge et produisent de nombreux descendants. D’autres espèces, appelées espèces sélectionnées K, possèdent des caractéristiques qui les rendent bien adaptées à la vie dans des environnements où la compétition pour des ressources limitées est intense. Ces espèces sont souvent de forts compétiteurs, se reproduisent plus tard dans la vie et produisent moins de descendants que les espèces r -sélectionnées.