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Prédation et herbivorisme

Prédateurs et proie. Comment les prédateurs s'adaptent-ils pour attraper leur proie ? Et comment les proies s'adaptent-elles pour échapper à leurs prédateurs ?

Points clés

  • La prédation est une interaction au cours de laquelle un organisme, le prédateur, mange tout ou partie du corps d'un autre organisme, la proie.
  • Être herbivore constitue une forme de prédation où la proie est une plante.
  • Les populations de prédateurs et de proies influencent mutuellement leur dynamique. La taille de ces deux populations croît et décroît souvent selon des cycles interconnectés.
  • Les prédateurs et les proies présentent souvent des adaptations — des caractéristiques bénéfiques apparues par sélection naturelle — qui sont liées à leurs interactions. Pour les proies, il s'agit notamment de divers signaux de défense et d'avertissement, tels que des couleurs vives.

Introduction

Si on vous demandait de citer un exemple d'interaction entre différentes espèces dans la nature, la prédation serait peut-être la première chose qui vous viendrait à l’esprit. Après tout, beaucoup d'entre nous ont vu des ours attraper du saumon, des lions manger des zèbres ou des pieuvres capturer des proies dans des documentaires sur la nature. En fait, c'étaient les seuls programmes que j'avais le droit de regarder à la télévision quand j'étais enfant et j'ai toujours trouvé cela incroyable !
Dans la prédation, un prédateur mange tout ou une partie du corps de sa proie, avec un effet positif (+) sur le prédateur et un effet négatif (-) sur la proie. Les émissions sur la nature soulignent l'action dramatique d'un animal qui en tue un autre. Mais, la prédation peut aussi prendre des formes plus subtiles. Ainsi, lorsqu'un moustique vous pique et suce un peu de votre sang, cela peut être considéré comme une forme de prédation. C'est la même chose pour un animal herbivore, comme une vache ou un insecte, qui consommerait un morceau d'une plante1.
Dans cet article, on va examiner de plus près la prédation : les différentes formes qu'elle peut prendre, comment cela peut affecter les populations de prédateurs et de proies, et comment la sélection naturelle a façonné les caractéristiques des prédateurs et des proies.

Qu'est-ce qui est considéré comme de la prédation ?

Un prédateur est un organisme qui consomme tout ou une partie du corps d'un autre organisme — vivant ou récemment tué — qui constitue sa proie. L'expression "vivant ou récemment tué" vise à distinguer les prédateurs des décomposeurs — tels que les champignons et les bactéries— qui décomposent les restes d'organismes morts2.
Lorsqu'on observe un lion en train de manger un zèbre, il est facile d'affirmer que le lion est un prédateur. Cependant, si on se réfère à la définition générale, le zèbre en est aussi un1 ! La proie d'un prédateur peut être un animal, mais aussi une plante ou un champignon. Tout prédateur ne doit pas nécessairement tuer sa proie. Au contraire, il peut simplement prélever une fraction du corps de la proie et la laisser vivre, comme c'est le cas d'une vache qui pâture ou d'un moustique qui suce le sang1. Quand, dans une relation prédateur-proie, un animal ou un insecte consomme une plante, on parle alors d'organisme herbivore — le préfixe herbi- renvoie à l'herbe et le suffixe -vore signifie manger.

Dynamique des populations de prédateurs et de proies

Les populations de prédateurs et de proies d'une communauté ne demeurent pas toujours constantes au fil du temps. À l'inverse, dans de nombreux cas, elles varient selon des cycles qui s'avèrent être interconnectés. L'exemple le plus courant est celui de la dynamique prédateur-proie du lynx du Canada (un prédateur) et du lièvre d'Amérique (sa proie). Étonnamment, l'aspect cyclique de cette relation peut être observé dans des données qui datent de près de 200 ans et qui se fondent sur le nombre de peaux d’animaux récupérées par des trappeurs dans les forêts nord-américaines.
Panneau du haut : le graphique montre le nombre d'animaux (par milliers) en fonction du temps (en années). Le nombre de lièvres varie entre 10 000 (au plus bas) et 75 000 à 150 000 aux points les plus élevés. Il y a généralement moins de lynx que de lièvres, mais le nombre de lynx suit en gros le nombre de lièvres.
Panneau inférieur : photos d'un lynx et d'un lièvre
Crédits d'images : haut, Community ecology: Figure 2 par OpenStax College, Biology, CC BY 4.0 ; bas, Populations of snowshoe hare and their Canada lynx predator show repeating cycles par CK-12 Foundation, CC BY-NC 3.0
Les cycles des populations de lynx et de lièvres se répètent environ tous les 10 ans, avec un décalage d'un à deux ans pour la population de lynx par rapport à celle de lièvres. L'explication classique est la suivante : avec l'augmentation du nombre de lièvres, il y a plus de nourriture disponible pour le lynx, ce qui permet à la population de prédateurs de croître aussi. Cependant, lorsque cette dernière atteint un certain seuil, les lynx tuent tellement de lièvres que la population de proies commence à chuter. S'ensuit un déclin de la population de prédateurs à cause de la raréfaction de la nourriture. Quand il reste peu de lynx, la population de lièvres recommence à augmenter — en partie grâce au relâchement de la pression de prédation —, ce qui marque le début d'un nouveau cycle.
Aujourd'hui, les écologistes ne pensent plus que l'aspect cyclique de ces deux populations soit entièrement contrôlé par la prédation. Ainsi, la disponibilité des végétaux consommés par les lièvres — qui diminue quand les lièvres deviennent trop nombreux, à cause de la compétition — semble aussi être un facteur qui influence le cycle3. Certaines études récentes ont également montré que le stress — qu'il soit dû à la prédation, à la raréfaction de la nourriture ou à d'autres facteurs qui dépendent de la densité — peut directement réduire la fécondité (la capacité reproductive) des femelles lièvres4. Néanmoins, les interactions prédateur-proie entre le lynx et le lièvre constituent clairement un élément clé du cycle.

Mécanismes de défense contre la prédation

Lorsque l'on étudie une communauté, on doit tenir compte des forces évolutives qui ont agi — et continuent à agir ! — sur les membres des différentes populations qui la composent. Les espèces ne sont pas statiques, mais changent plutôt au fil des générations et peuvent s’adapter à leur environnement grâce au processus de sélection naturelle.
Les espèces de prédateurs et de proies acquièrent toutes deux des adaptations — des caractéristiques bénéfiques découlant de la sélection naturelle — qui les aident à mieux remplir leur rôle. Par exemple, les espèces-proies disposent d'adaptations défensives qui leur permettent d'échapper à la prédation. Ces dernières peuvent être mécaniques, chimiques, physiques ou comportementales.
Les défenses mécaniques, telles que la présence d'épines sur les plantes ou la dure carapace des tortues, découragent la prédation animale et celle des herbivores en infligeant des douleurs physiques au prédateur ou en empêchant physiquement ce dernier de manger sa proie. Les défenses chimiques sont produites par de nombreux animaux ainsi que par des plantes. C'est le cas de la digitale pourprée qui est extrêmement toxique si on la consomme. Le mille-pattes, dans l'encadré inférieur ci-dessous, présente à la fois des défenses chimiques et mécaniques : lorsqu'il est menacé, il se roule en boule pour se défendre et il libère une substance nocive qui irrite les yeux et la peau.
L'image en haut à gauche montre les épines longues et tranchantes d'un févier épineux. La photographie en haut à droite montre la carapace en forme de dôme d'une tortue. L'image en bas à gauche montre les fleurs roses en forme de cloche d'une digitale pourprée. En bas à droite, il s'agit d'un mille-pattes roulé en boule.
Crédit d'image : Community ecology: Figure 3 de OpenStax College, Biology, CC BY 4.0 ; en haut à gauche, modification du travail de Huw Williams ; en haut à droite, modification du travail de “JamieS93”/Flickr ; en bas à gauche, modification du travail de Philip Jägenstedt ; en bas à droite, modification du travail de Cory Zanker
De nombreuses espèces utilisent la forme et la couleur de leur corps pour éviter d'être détectées par les prédateurs. Par exemple, l'araignée-crabe a la couleur et la forme du corps d'un pétale de fleur, ce qui la rend très difficile à repérer quand elle est sur une vraie fleur. Pouvez-vous la voir sur la photo ci-dessous ? Cela m'a pris une minute ! Un autre exemple célèbre est celui du caméléon, qui peut changer de couleur pour reproduire celle de son environnement. Il s'agit de deux exemples de camouflage qui vise à éviter toute détection en se mêlant à l'arrière-plan.
Crédit d'image : Community ecology: Figure 4 photographie de David Rintoul CC BY 4.0
Certaines espèces ont recours à la couleur à des fins opposées : comme moyen d’avertir les prédateurs qu’ils ne sont pas bons à manger. Par exemple, la grenouille fraise en photo ci-dessous a une couleur vive pour avertir les prédateurs qu'elle est toxique, alors que la mouffette rayée, Méphitis mephitis, utilise son grossier motif rayé pour avertir les prédateurs de l'odeur désagréable qu'elle dégage.
La photo de gauche montre une grenouille rouge vif qui est assise sur une feuille. À droite, il s'agit d'une mouffette.
Crédit d'images : Community ecology: Figure 5, photographies de OpenStax College, Biology, CC BY 4.0 ; à gauche, modification du travail de Jay Iwasaki ; à droite, modification de celui de Dan Dzurisin
Au-delà de ces deux exemples, de nombreuses espèces affichent une coloration vive ou criarde pour avertir de leur très mauvais goût, de la présence d'une substance chimique toxique, ou de leur capacité à piquer ou à mordre. Les prédateurs qui ignorent cette coloration et consomment l'organisme feront l'expérience de leur mauvais goût ou de composés chimiques toxiques et pourraient ainsi apprendre à ne pas manger cette espèce à l'avenir. Ce type de mécanisme défensif est appelé coloration aposématique ou coloration d'avertissement.
Certaines espèces ont évolué pour mimer, ou copier, la coloration aposématique d'une autre espèce — même si elles-mêmes n'ont pas mauvais goût ou ne sont pas toxiques. Dans le mimétisme batésien, une espèce inoffensive imite la coloration d'avertissement d'une espèce nocive. Si elles partagent les mêmes prédateurs, cette coloration protège l'espèce inoffensive, même si ses membres n'ont pas vraiment les défenses physiques ou chimiques de l'organisme qu'ils miment. Par exemple, beaucoup d'espèces d’insectes non venimeux et non piquants imitent la coloration des guêpes ou des abeilles.
Crédit d'images : Community ecology: Figure 6 de OpenStax College, Biology CC BY 4.0 ; images modifiées à partir du travail de Cory Zanker
Dans le mimétisme müllérien, plusieurs espèces partagent la même coloration d'avertissement, mais elles disposent toutes véritablement de défenses. Par exemple, la figure ci-dessous montre des paires de papillons au goût infect et qui présentent des couleurs similaires. Une fois qu'un prédateur a rencontré l'un des membres d'une paire et fait l'expérience de son goût désagréable, il est susceptible d'éviter les deux espèces à l'avenir. Cette même apparence a peut-être été favorisée par l'évolution, car quand les membres des deux espèces se ressemblaient davantage, tous deux avaient moins tendance à se faire manger — grâce à la protection offerte par le fait qu'un prédateur a appris à les éviter tous les deux.
Crédit d'images : Community ecology: Figure 6 de OpenStax College, Biology CC BY 4.0 ; image de Joron M., Papa R., Beltrán M., Chamberlain N., Mavárez J., et al.
Ce n'est qu'une fraction des nombreuses adaptations qui ont émergé au sein des espèces proies et pour minimiser leur prédation. Bien sûr, les prédateurs disposent aussi de leur propre lot d'adaptations pour maximiser la capture de proies, comme des griffes et des dents tranchantes, une vitesse de course rapide et une coloration qui les camoufle et leur permet de guetter leur proie5. Quelque part, c'est une course évolutive aux armements dans laquelle les deux côtés doivent surenchérir pour rester en lice1.

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