Prédateurs et proies

Question 1

Optimalité

Answer 1

• suppose que le caractère est une adaptation
• formule une hypothèse sur la manière dont ce caractère contribue à l’aptitude (fitness) de l’animal (maximiser fitness)
• prédit les caractéristiques du caractère qui optimisent l’aptitude de l’animal
• exemple: approvisionnement chez le tamia
  
  • à quel moment devrait quitter la parcelle de nourriture pour retourner dans son terrier?

Question 2

Approvisionnement chez le tamia rayé

Answer 2

• la décision : p endant combien de temps exploiter une parcelle ?
• devise de conversion : taux de livraison au terrier (graines/sec)
• contraintes biologiques : l’animal n’a pas d’ information préalable sur la localisation des parcelles: perte de temps
  
  • dans une parcelle les proies sont rencontrées aléatoirement: la durée entre 2 découvertes successives augmente au fur et à mesure que la parcelle s’appauvrit

Question 3

Approvisionnement chez le tamia rayé : résolution graphique du théorème de la valeur marginale

Answer 3

• animal cherche à maximiser : E sur Td + Te
• Td = temps de déplacement
• Te = temps d’exploitation
• y = énergie cumulée
• où Td croise Te = temps optimal

Question 4

Effet d’une augmentation du temps de déplacement

Answer 4

• augmentation du temps d’exploitation et donc augmentation de la taille des charges
• Td2 (+ long temps de déplacement) : animal devrait rester plus longtemps sur la parcelle donc plus d’énergie
• diapo 11

Question 5

Se nourrir seul : durée d’exploitation : étude empirique

Answer 5

• allers-retours entre le nid et les sites de nourriture
• est-ce que la quantité de nourriture ramenée au nid dépend de la distance à laquelle elle a été trouvée ?
• prédiction du théorème de la valeur marginale : augmentation du temps de déplacement → augmentation de la taille des charges
• si on déplace la station plus loins, il devrait prendre plus de nourriture (également observé)

Question 6

Se nourrir seul : durée d’exploitation : application pour la lutte biologique

Answer 6

• femelle parasitoïde en train de pendre dans un hôte (puceron)
• pucerons regroupés en agrégats
• femelle pond les oeufs à mesure qu’elle trouve des hôtes
• ajustent temps passé dans agrégats

Question 7

D’après vous, quel est l’effet d’une augmentation du risque de prédation sur la durée optimale d’exploitation d’une parcelle de nourriture prédite par le théorème de la valeur marginale?

Answer 7

• durée d’exploitation plus courte car l’animal va passer moins de temps à chercher de la nourriture et sa courbe d’accumulation de gains sera donc plus faible
• diapo 17

Question 8

Se nourrir seul : choix des proies : spécialistes vs généralistes

Answer 8

• un koala très spécialisé: en seul type de proies est consommé
• des goélands opportunistes: toutes les proies rencontrées sont consommées
• continuum de généraliste et spécialistes

Question 9

Se nourrir seul : choix des proies : modèles du choix des proies

Answer 9

• deux types de chenilles:
  
  • grosses et nutritives mais peu abondantes
  • petites, peu nutritives mais abondantes

Question 10

Se nourrir seul : choix des proies : modèles du choix des proies : décision

Answer 10

• être généraliste: attaquer toutes les proies rencontrées ?
  
  • i.e. minimiser la durée de l’intervalle de recherche
  • si trouve petite proie en premier, temps de manipulation est trop long donc chevauchement et ne va pas consommer grosses proies
  • certain temps de manipulation pour attraper et manger donc les proies plus grosses prennent plus de temps
• être spécialiste des grosses proies: attaquer seulement les proies les plus profitables ?
  
  • i.e. maximiser la profitabilité des proies consommées

Question 11

Se nourrir seul : choix des proies : modèles du choix des proies : devise de conversion

Answer 11

• la mésange maximise le taux d’énergie par unité de temps
• R = énergie totale obtenue sur Tr (temps de recherche) + Tm (temps de manipulation)
• chaque proie peut être caractérisée par sa profitabilité (rapport E/Tm)
• E: énergie qui peut être extraite d’une proie
• Tm: temps nécessaire à l’extraction de cette énergie (temps de manipulation)

Question 12

Se nourrir seul : choix des proies : modèles du choix des proies : contrainte biologiques

Answer 12

• la quantité de proies disponibles
• la densité de chaque type de proies

Question 13

Se nourrir seul : choix des proies : modèles du choix des proies : simplification du modèle

Answer 13

• toutes les proies d’un même type ont la même valeur
• les proies sont rencontrées de manière séquentielle
• un animal ne peut pas consommer une proie et en chercher une autre simultanément

Question 14

Calcul des gains : une proie

Answer 14

• R (taux d’énergie par unité de temps) = énergie totale obtenue sur Tr (temps de recherche) + Tm (temps de manipulation)
• si taux de rencontre avec les proies = λ alors :
  
  • R + λTE sur T+λ T Tm
• après simplification : R = λ E sur 1 +λ Tm

Question 15

Calcul des gains : 2 proies

Answer 15

• proie 1
  
  • énergie: E1
  • temps manipulation: M1
  • taux de rencontre : λ 1
• proie 2
  
  • énergie: E2
  • temps manipulation: M2
  • taux de rencontre : λ 2

Question 16

Calcul des gains : 2 proies : mésange spécialiste (grosses proies)

Answer 16

• Rs= λ1 E 1sur 1 +λ1M1

Question 17

Se nourrir seul : choix des repas : prédictions

Answer 17

• spécialiste des proies les plus profitables est la meilleure stratégie lorsque 𝑹𝑺 > 𝑹𝑮 :
• (E1-E2) est grand
• (M1-M2) est faible
• λ1 est grand
• la décision de consommer ou non les proies les moins profitables ne dépend pas de leur abondance ( λ2)

Question 17

Calcul des gains : 2 proies : mésange généraliste (grosses et petites proies)

Answer 17

• Rg = λ1 E1 + λ2 E2 sur 1 +λ M1 + λ2M2

Question 18

Se nourrir seul : choix des repas : vérification expérimentale

Answer 18

• les mésanges sont placées dans une cage d’où elles peuvent observer le passage des proies sur un tapis roulant.
• l’oiseau qui attaque une proie ne peut la consommer que dans le fond de la cage
• larves de ténébrion petites et grosses
• quand faible densité de grosses proies (λ1) = généraliste (si λ1 est faible, l’animal est généraliste)
  
  • mange 50% petites et 50% de grosses
• quand fortes densité de grosses proies (λ1) = spécialiste
  
  • si grosses proies sont plus abondantes sont plus abondantes et moins abondantes
  • proportions prédites : juste grosses proies
  • proportion consommés : mange un peu des petites mais majoritairement grosses

Question 19

Se nourrir seul : choix du meilleur site : raffinement de la devise de conversion : l’effet du risque

Answer 19

• taux de survie est habituellement pas linéaire (soit on survie soit non)
• choix entre deux sites dont le rendement moyen est identique:
  
  • qualité constante (i.e. toujours la même quantité de nourriture) : opposé au risque
  • qualité variable (i.e. très peu ou beaucoup de nourriture) enclin au risque
• si la quantité d’énergie requise est sous la quantité moyenne d’énergie dans le site constant, préférence pour lui (survie juste dans 50% des cas dans le site variable)
• si la quantité d’énergie requise restau-dessus de la quantité moyenne dans le site constant, besoin d’aller au site variable (ne va jamais dans le site constant)

Question 20

Se nourrir en groupe : se joindre aux découvertes des autres : modèle du partage d’information

Answer 20

• rechercher de la nourriture et des opportunités de se joindre aux découvertes des autres sont deux activités compatibles
• cherche et peut observer les congénères en même temps
• avantage du découvreur avant que les autres réalisent la découverte
• avantageux de se joindre systématiquement aux découvertes des autres
• diapo 34

Question 21

Se nourrir en groupe : se joindre aux découvertes des autres : jeu producteur-chapardeur

Answer 21

• rechercher de la nourriture (producteur) ou observer ses congénères (chapardeur) sont des activités incompatibles (doivent choisir lequel faire)
• les chapardeurs détectent toutes les opportunités de se joindre et se joignent dés qu’un découvreur trouve une source de nourriture
• taille du groupe = G
• proportion d’individus qui jouent la tactique producteur : p
• proportion d’individus qui jouent la tactique chapardeur : 1-p
• quand petite proportion de chapardeur : plus avantageux d’être chapardeur (car beaucoup de producteurs découvrent de la nourriture)
• quand grande proportion de chapardeurs : plus avantageux d’être producteur (moins de découvertes)
• proportion à l’équilibre : p*= a/F + 1/G (dépend de la taille du groupe et de la quantité de nourriture découverte
• la proportion de producteurs devrait augmenter lorsque la valeur des parcelles (F) diminue
• dans condition dispersée (10 graines par puits) : valeur des parcelles (F) est faible donc plus de producteurs
• dans condition agrégée (20 graines par puit) : F élevé donc plus de chapardeurs

Question 22

Vrai ou faux : le jeu producteur-chapardeur permet au groupe d’avoir un plus haut
rendement en termes d’approvisionnement que le modèle de partage
d’information

Answer 22

• faux
• dans ce jeu, les 2 tactiques sont incompatibles donc seule une partie des individus cherchent de la nourriture
• au contraire dans le modèle du partage comme tous les individus cherchent de la nourriture, le taux de découverte est donc plus élevé pour le groupe

Question 23

Échapper aux prédateurs : stratégies cryptiques

Answer 23

• les proies potentielles se positionnent sur un
  support où elles sont difficiles à détecter

Question 24

Échapper aux prédateurs : les coûts de la crypticité

Answer 24

- dépenses énergétiques : allocation des ressources pour l’élaboration et le maintien de certains organes ou structures - pertes d’opportunités : les individus sont restreints à un habitat particulier à l’intérieur duquel ils doivent trouver toutes les ressources dont ils ont besoin

Question 25

Échapper aux prédateurs : les bénéfices de la crypticité

Answer 25

- détection plus difficile de la forme sombre dans les bois pollués - détection plus difficile de la forme claire dans les bois non pollués - lorsque les proies sont cryptiques, la proportion de chapardeurs devrait être plus élevée → moins de prédateurs « actifs » - bénéfice 1 = détection plus difficile - bénéficie 2 = nombre de prédateurs plus faibles - bénéfice seulement court terme? - amélioration au fil du temps des performances des individus: création d’une image de recherche (deviennent de plus en plus efficace à détecter les proies) - champ de vision réduit (quand évident regarde l'ensemble de l'environnement mais quand difficile prend attention aux détails - si deux types de proies cryptiques - l’avantage d’être cryptique pour une proie est plus important si elle n’est pas la seule à être difficile à détecter (seulement une image de recherche à la fois)

Question 26

Échapper aux prédateurs : camouflage

Answer 26

- les proies potentielles utilisent le couvert végétal ou des abris pour s’y dissimuler - importance de la sélection d’ un habitat propice

Question 27

Échapper aux prédateurs : camouflage : coloration disruptive

Answer 27

- forme de camouflage qui consiste à rendre moins évidents les contours de l’animal afin de confondre ses prédateurs - ex : guépards et zèbres - plus grande probabilité de survie quand coloration disruptive sur les bords qu'au centre ou unie

Question 28

Dissuader les prédateurs : stratégies de dissuasion

Answer 28

- défenses pour rendre la proie difficile à consommer - coûts associés à cette stratégie: dépenses énergétiques très importantes et mobilité réduite - ex : tortue ou poisson porc-épique - coloration vive (aposématique) : indication de la dangerosité ou du mauvais goût (association entre coloration et toxines, ex de conditionnement classique) - avantage: meilleure efficacité d’apprentissage et de discrimination des prédateurs

Question 29

Dissuader les prédateurs : mimétisme

Answer 29

- courbe d’apprentissage par les prédateurs en fonction de la toxicité de l’espèce - valeur seuil dépend de la toxicité de la proie (plus toxique = moins prédateur) - peut apprendre socialement - formes rares désavantagées car non reconnues par les prédateurs comme étant défendues - quand les proies sont similaires : apprentissage est plus rapide - convergé vers phénotype commune donc moins de sacrifice des espèces

Question 30

Dissuader les prédateurs : mimétisme : exemple papillons

Answer 30

- trois exemples de groupes de mimétisme en Amazonie équatorienne - les motifs diffèrent selon la région géographique - espèce modèle toxique - espèce imitatrice toxique: mimétisme müllerien (les deux sont toxiques donc avantageux pour les deux donc moins de sacrifices chez les deux espèces - espèce imitatrice comestible: mimétisme batésien (avantageas pour imitatrice si le prédateur à fait apprentissage de l'espèce toxique et n'est pas avantageux pour l'espèce modèle)

Question 31

Dissuader les prédateurs : mimétisme batésien

Answer 31

- les proies peuvent mimer une espèce répulsive qui possède une morphologie remarquable - si le nombre des imitateurs est très important, le taux de prédation, tant sur le modèle que sur l’imitateur, peut être plus élevé - maintenu tant que la population d'imitateur est faible

Question 32

Éviter la capture : le groupement

Answer 32

- quand odeur du prédateur présent (épinoche), le têtard vont plus avoir tendance à s'agréger - le regroupement réduit l’efficacité de la prédation individuelle (« effet dilution ») - plus d'attaque plus la densité des têtards est grande car ils sont plus détectables - moins de nombre d'attaque par tétard à mesure que la densité augmente

Question 33

Éviter la capture : les signaux d'alarme

Answer 33

- fonctions des signaux d’alarme: - alerter les congénères de la présence d’un prédateur - avertir le prédateur qu’il a été détecté : plus d’effet de surprise - signaler sa vigueur au prédateur - efficacité d'un prédateur est l'effet de surprise donc ils essayent de persuader le prédateur d'empêcher d'attaquer (signal au prédateur qu'il est découvert)

Question 34

Éviter la capture : la fuite

Answer 34

- les chances d’échapper au prédateur dépendent de: - distance au refuge - vitesse de déplacement - trajectoire

Question 35

Éviter la capture : l'immobilisation

Answer 35

- la probabilité de détecter une proie est plus élevée si cette dernière est en mouvement. - une fois détectée, une proie a une plus faible probabilité d’être consommée si elle feint d’être morte - peut sécréter odeur de mort - expérience de sélection sur 10 générations → 2 lignées qui présentent des durées d’immobilisation et des fréquences d’utilisation de cette stratégie différentes - taux de mortalité beaucoup plus faible chez la lignée qui fait de l'immobilisation (mort feinte)