Modèle évolutif r/K

Le modèle évolutif r/K est une théorie qui explique que l'évolution de la stratégie de reproduction des espèces, est reliée aux fluctuations de l'environnement.

Les stratégies démograhiques de reproduction
Les stratégies démograhiques de reproduction

Le modèle évolutif r/K est une théorie qui explique que l'évolution de la stratégie de reproduction des espèces, est reliée aux fluctuations de l'environnement. Il a été proposé par les écologues Robert MacArthur et E. O. Wilson, en 1967, à partir de leur travail de biogéographie insulaire. Ce modèle est devenu classique et a donné naissance aux concepts d'espèce à stratégie r et espèce à stratégie K (par convention, on utilise exclusivement un "r" minuscule et un "K" majuscule).

C'est une variante plus complexe du classique modèle logistique proposé par Pierre François Verhulst. Cela permet d'introduire l'impact de l'évolution de l'environnement dans la dynamique, en utilisant deux paramètres ("r" et "K") au lieu d'un seul.

Impact de la stabilité de l'environnement sur les stratégies r ou K

Dans les environnements instables et variables dans le temps, il y a peu d'avantages à être idéalement adapté à une situation donnée (puisqu'elle va changer). En revanche il est avantageux de pouvoir se reproduire le plus rapidement possible, pour profiter des bonnes conditions lorsqu'elles se représenteront, avant que ces conditions disparaissent. Inversement, quand l'environnement est stable, ou avec des variations prévisibles comme des saisons régulières, les espèces le mieux adaptées seront celles qui exploiteront le mieux les ressources, sans pour tout autant se reproduire rapidement, puisque les ressources sont de toute manière limitées.

Il se dégage ainsi deux stratégies typiques :

Description mathématique des deux stratégies

Ce modèle décrit l'évolution d'une population comme une dynamique régie par la règle suivante : "la variation de la population est proportionnelle à son niveau actuel ainsi qu'à l'écart relatif entre ce niveau actuel et le niveau maximum". Cela se traduit mathématiquement par l'équation différentielle suivante :

\frac{dN}{dt}=rN\left(1 - \frac{N}{K}\right) \qquad \!

Pour visualiser, on peut observer que :

À noter que si K est fixe, ce modèle est rigoureusement le même que celui du modèle de Verhulst, auquel il se ramène par un simple changement de variable A = N/K, avec le même paramètre r ! L'idée du modèle, c'est au contraire de considérer K comme variable, et de faire intervenir explicitement le paramètre N/K qui représente l'adaptation de l'espèce aux conditions du moment.

Il ne s'agit bien entendu que d'un modèle, mais il permet de caractériser les stratégies en œuvre dans le monde réel.

Colonisation d'un nouveau milieu

Lorsqu'un milieu a subi une perturbation (éruption volcanique, grand feu, inondation, stérilisation,... ), les espèces à stratégie r sont les premières à s'implanter, puis elles donnent naissance à un environnement de plus en plus compétitif où les espèces à stratégie K s'imposent. Certains espèces n'auraient même aucune chance de subsister dans la biosphère sans ces catastrophes. Cela définit les successions écologiques d'un écosystème perturbé.

r/K, un spectre continu

Comme systématiquement en pratique, les êtres vivants appliquent en général une stratégie reproductive intermédiaire entre ces deux extrêmes écologiques. Les arbres et les poissons dispersent ainsi des quantités énormes de rejetons, dont très peu pourront effectivement se reproduire, sans que cela soit incompatible avec l'existence et même la domination locale d'individus très âgés. C'est que la "stabilité" de l'environnement reste très relative, l'espace où s'exerce l'approvisionnement et la vie d'un arbre peut être stable alors que l'espace où s'exerce sa fonction reproductive est bien plus étendu et bien plus aléatoire.


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Références

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"[modifier] Stratégies démographiques ..."

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