Prédation -Predation

Prédateur solitaire : un ours polaire se nourrit d'un phoque barbu qu'il a tué.
Prédateurs sociaux : les fourmis à viande coopèrent pour se nourrir d'une cigale bien plus grosse qu'elles.

La prédation est une interaction biologique où un organisme, le prédateur , tue et mange un autre organisme, sa proie . Il fait partie d'une famille de comportements alimentaires courants qui comprend le parasitisme et la microprédation (qui ne tuent généralement pas l' hôte ) et le parasitoïdisme (qui finit toujours par le faire). Il est distinct de la récupération de proies mortes, bien que de nombreux prédateurs récupèrent également; il chevauche l' herbivorie , car les prédateurs de graines et les frugivores destructeurs sont des prédateurs.

Les prédateurs peuvent activement rechercher ou poursuivre une proie ou l'attendre, souvent de manière dissimulée. Lorsqu'une proie est détectée, le prédateur évalue s'il doit l'attaquer. Cela peut impliquer une embuscade ou une poursuite de la prédation , parfois après avoir traqué la proie. Si l'attaque réussit, le prédateur tue la proie, enlève toutes les parties non comestibles comme la coquille ou les épines et la mange.

Les prédateurs sont adaptés et souvent hautement spécialisés pour la chasse, avec des sens aigus tels que la vision , l'ouïe ou l' odorat . De nombreux animaux prédateurs , vertébrés et invertébrés , ont des griffes ou des mâchoires acérées pour saisir, tuer et découper leurs proies. D'autres adaptations incluent la furtivité et le mimétisme agressif qui améliorent l'efficacité de la chasse.

La prédation a un puissant effet sélectif sur les proies, et les proies développent des adaptations anti -prédatrices telles que la coloration d'avertissement , les cris d'alarme et d'autres signaux , le camouflage , le mimétisme d'espèces bien défendues, ainsi que des épines et des produits chimiques défensifs. Parfois, prédateur et proie se retrouvent dans une course aux armements évolutive , un cycle d'adaptations et de contre-adaptations. La prédation est un moteur majeur de l'évolution depuis au moins la période cambrienne .

Définition

Les guêpes araignées paralysent et finissent par tuer leurs hôtes, mais sont considérées comme des parasitoïdes et non comme des prédateurs.

Au niveau le plus élémentaire, les prédateurs tuent et mangent d'autres organismes. Cependant, le concept de prédation est large, défini différemment selon les contextes et comprend une grande variété de méthodes d'alimentation; et certaines relations qui entraînent la mort de la proie ne sont généralement pas appelées prédation. Un parasitoïde , comme une guêpe ichneumon , pond ses œufs dans ou sur son hôte ; les œufs éclosent en larves, qui mangent l'hôte, et celui-ci meurt inévitablement. Les zoologistes appellent généralement cela une forme de parasitisme , bien que l'on pense généralement que les parasites ne tuent pas leurs hôtes. Un prédateur peut être défini comme différent d'un parasitoïde en ce qu'il a de nombreuses proies, capturées au cours de sa vie, où la larve d'un parasitoïde n'en a qu'une, ou du moins a son approvisionnement alimentaire en une seule occasion.

Relation entre la prédation et les autres stratégies d'alimentation

Il existe d'autres cas difficiles et limites. Les microprédateurs sont de petits animaux qui, comme les prédateurs, se nourrissent entièrement d'autres organismes ; ils comprennent les puces et les moustiques qui consomment le sang des animaux vivants et les pucerons qui consomment la sève des plantes vivantes. Cependant, comme ils ne tuent généralement pas leurs hôtes, ils sont maintenant souvent considérés comme des parasites. Les animaux qui broutent du phytoplancton ou des tapis de microbes sont des prédateurs, car ils consomment et tuent leurs organismes alimentaires ; mais les herbivores qui broutent les feuilles ne le sont pas, car leurs plantes alimentaires survivent généralement à l'assaut. Lorsque les animaux mangent des graines ( prédation des graines ou granivorie ) ou des œufs ( prédation des œufs ), ils consomment des organismes vivants entiers, ce qui en fait par définition des prédateurs.

Les charognards , des organismes qui ne mangent que des organismes trouvés déjà morts, ne sont pas des prédateurs, mais de nombreux prédateurs tels que le chacal et l' hyène se nourrissent lorsque l'occasion se présente. Parmi les invertébrés, les guêpes sociales (guêpes jaunes) sont à la fois des chasseurs et des charognards d'autres insectes.

Gamme taxonomique

Plante carnivore : drosera engloutissant un insecte
Prédation des graines : souris mangeant des graines

Alors que des exemples de prédateurs parmi les mammifères et les oiseaux sont bien connus, les prédateurs peuvent être trouvés dans un large éventail de taxons, y compris les arthropodes. Ils sont communs chez les insectes, y compris les mantes, les libellules , les chrysopes et les scorpionflies . Chez certaines espèces comme l' aulne , seules les larves sont prédatrices (les adultes ne mangent pas). Les araignées sont prédatrices, ainsi que d'autres invertébrés terrestres comme les scorpions ; mille- pattes ; certains acariens , escargots et limaces ; nématodes ; et les vers planaires . Dans les environnements marins, la plupart des cnidaires (par exemple, les méduses , les hydraires ), les ctenophora (gelées en peigne), les échinodermes (par exemple, les étoiles de mer , les oursins , les dollars des sables et les concombres de mer ) et les vers plats sont des prédateurs. Parmi les crustacés , les homards , les crabes , les crevettes et les balanes sont des prédateurs, et à leur tour les crustacés sont la proie de presque tous les céphalopodes (y compris les poulpes , les calmars et les seiches ).

Paramecium , un cilié prédateur, se nourrissant de bactéries

La prédation des graines est limitée aux mammifères, aux oiseaux et aux insectes, mais se retrouve dans presque tous les écosystèmes terrestres. La prédation des œufs comprend à la fois des prédateurs d'œufs spécialisés tels que certains serpents colubrides et des généralistes tels que les renards et les blaireaux qui prennent les œufs de manière opportuniste lorsqu'ils les trouvent.

Certaines plantes, comme la sarracénie pourpre, le piège à mouches Vénus et le droséra , sont carnivores et consomment des insectes . Les méthodes de prédation par les plantes varient considérablement mais impliquent souvent un piège à nourriture, une stimulation mécanique et des impulsions électriques pour éventuellement attraper et consommer sa proie. Certains champignons carnivores capturent les nématodes en utilisant soit des pièges actifs sous forme d'anneaux de constriction, soit des pièges passifs avec des structures adhésives.

De nombreuses espèces de protozoaires ( eucaryotes ) et de bactéries ( procaryotes ) se nourrissent d'autres micro-organismes ; le mode d'alimentation est évidemment ancien et a évolué plusieurs fois dans les deux groupes. Parmi le zooplancton d'eau douce et marin , qu'il soit unicellulaire ou multicellulaire, le pâturage prédateur sur le phytoplancton et le zooplancton plus petit est courant et se trouve dans de nombreuses espèces de nanoflagellés , dinoflagellés , ciliés , rotifères , une gamme variée de larves animales de méroplancton et deux groupes de crustacés, à savoir copépodes et cladocères .

Recherche de nourriture

Pour se nourrir, un prédateur doit rechercher, poursuivre et tuer sa proie. Ces actions forment un cycle de recherche de nourriture . Le prédateur doit décider où chercher sa proie en fonction de sa répartition géographique ; et une fois qu'il a localisé sa proie, il doit évaluer s'il doit la poursuivre ou attendre un meilleur choix. S'il choisit la poursuite, ses capacités physiques déterminent le mode de poursuite (par exemple, embuscade ou poursuite). Après avoir capturé la proie, il peut également avoir besoin de dépenser de l'énergie pour la manipuler (par exemple, la tuer, retirer toute carapace ou épines et l'ingérer).

Chercher

Les prédateurs ont le choix entre plusieurs modes de recherche, allant de l'attente à la recherche active ou à grande échelle . La méthode sit-and-wait est la plus appropriée si les proies sont denses et mobiles et que le prédateur a de faibles besoins énergétiques. La recherche de nourriture large dépense plus d'énergie et est utilisée lorsque la proie est sédentaire ou peu distribuée. Il existe un continuum de modes de recherche avec des intervalles entre les périodes de mouvement allant de quelques secondes à des mois. Les requins, les crapets , les oiseaux insectivores et les musaraignes se déplacent presque toujours, tandis que les araignées construisant des toiles, les invertébrés aquatiques, les mantes religieuses et les crécerelles se déplacent rarement. Entre les deux, les pluviers et autres oiseaux de rivage , les poissons d'eau douce, y compris les mariganes , et les larves de coléoptères coccinellides (coccinelles) , alternent entre la recherche active et l'examen de l'environnement.

L' albatros à sourcils noirs parcourt régulièrement des centaines de kilomètres à travers l'océan presque vide pour trouver des taches de nourriture.

Les distributions de proies sont souvent regroupées et les prédateurs réagissent en recherchant des parcelles où les proies sont denses, puis en cherchant à l'intérieur des parcelles. Lorsque la nourriture se trouve dans des parcelles, telles que de rares bancs de poissons dans un océan presque vide, l'étape de recherche oblige le prédateur à voyager pendant un temps substantiel et à dépenser une quantité importante d'énergie pour localiser chaque parcelle de nourriture. Par exemple, l' albatros à sourcils noirs effectue régulièrement des vols de recherche de nourriture sur une distance d'environ 700 kilomètres (430 miles), jusqu'à une distance de recherche de nourriture maximale de 3 000 kilomètres (1 860 miles) pour les oiseaux reproducteurs qui collectent de la nourriture pour leurs petits. Avec des proies statiques, certains prédateurs peuvent apprendre des emplacements de patchs appropriés et y revenir à intervalles réguliers pour se nourrir. La stratégie optimale de recherche de nourriture pour la recherche a été modélisée à l'aide du théorème de la valeur marginale .

Les modèles de recherche semblent souvent aléatoires. L'une d'entre elles est la marche de Lévy , qui a tendance à impliquer des groupes de pas courts avec des pas longs occasionnels. Il s'adapte bien au comportement d'une grande variété d'organismes, notamment les bactéries, les abeilles, les requins et les chasseurs-cueilleurs humains.

Évaluation

Les coccinelles à sept points sélectionnent des plantes de bonne qualité pour leur proie de pucerons .

Après avoir trouvé une proie, un prédateur doit décider s'il veut la poursuivre ou continuer à chercher. La décision dépend des coûts et des avantages impliqués. Un oiseau à la recherche d'insectes passe beaucoup de temps à chercher, mais les capturer et les manger est rapide et facile, donc la stratégie efficace pour l'oiseau est de manger tous les insectes appétissants qu'il trouve. En revanche, un prédateur comme un lion ou un faucon trouve facilement sa proie mais la capturer demande beaucoup d'efforts. Dans ce cas, le prédateur est plus sélectif.

L'un des facteurs à considérer est la taille. Une proie trop petite peut ne pas valoir la peine pour la quantité d'énergie qu'elle fournit. Trop grand, et il peut être trop difficile à capturer. Par exemple, une mantide capture des proies avec ses pattes antérieures et elles sont optimisées pour attraper des proies d'une certaine taille. Les mantes hésitent à attaquer des proies qui sont loin de cette taille. Il existe une corrélation positive entre la taille d'un prédateur et sa proie.

Un prédateur peut également évaluer un patch et décider s'il doit passer du temps à y chercher des proies. Cela peut impliquer une certaine connaissance des préférences de la proie; par exemple, les coccinelles peuvent choisir une parcelle de végétation adaptée à leur proie de pucerons .

Capture

Pour capturer des proies, les prédateurs disposent d'un éventail de modes de poursuite allant de la poursuite manifeste ( prédation par poursuite ) à une frappe soudaine sur une proie proche ( prédation par embuscade ). Une autre stratégie entre l'embuscade et la poursuite est l' interception balistique , où un prédateur observe et prédit le mouvement d'une proie, puis lance son attaque en conséquence.

Embuscade

Une araignée trappe attendant dans son terrier pour tendre une embuscade à sa proie

Les prédateurs en embuscade ou en attente sont des animaux carnivores qui capturent leurs proies furtivement ou par surprise. Chez les animaux, la prédation par embuscade se caractérise par le fait que le prédateur scrute l'environnement depuis une position cachée jusqu'à ce qu'une proie soit repérée, puis exécute rapidement une attaque surprise fixe. Les prédateurs vertébrés embusqués comprennent les grenouilles, les poissons tels que le requin ange , le grand brochet et le poisson grenouille de l'Est . Parmi les nombreux prédateurs d'embuscade invertébrés figurent les araignées trappes et les araignées crabes australiennes sur terre et les crevettes mantes dans la mer. Les prédateurs embusqués construisent souvent un terrier dans lequel se cacher, améliorant la dissimulation au prix de la réduction de leur champ de vision. Certains prédateurs en embuscade utilisent également des leurres pour attirer des proies à portée de frappe. Le mouvement de capture doit être rapide pour piéger la proie, étant donné que l'attaque n'est pas modifiable une fois lancée.

Interception balistique

Le caméléon attaque sa proie en lui tirant la langue.

L'interception balistique est la stratégie par laquelle un prédateur observe le mouvement d'une proie, prédit son mouvement, élabore un chemin d'interception, puis attaque la proie sur ce chemin. Cela diffère de la prédation embuscade en ce que le prédateur ajuste son attaque en fonction du déplacement de la proie. L'interception balistique implique une brève période de planification, donnant à la proie l'occasion de s'échapper. Certaines grenouilles attendent que les serpents aient commencé leur frappe avant de sauter, ce qui réduit le temps dont dispose le serpent pour recalibrer son attaque et maximise l'ajustement angulaire que le serpent devrait effectuer pour intercepter la grenouille en temps réel. Les prédateurs balistiques comprennent des insectes tels que les libellules et des vertébrés tels que les archerfish (attaquant avec un jet d'eau), les caméléons (attaquant avec leur langue) et certains serpents colubridés .

Poursuite

Les baleines à bosse se nourrissent par la fente, filtrant des milliers de krill de l'eau de mer et les avalant vivants.
Les libellules , comme ce gomphe commun avec des proies capturées, sont des prédateurs de poursuite d'invertébrés .

Dans la poursuite de la prédation, les prédateurs chassent des proies en fuite. Si la proie s'enfuit en ligne droite, la capture ne dépend que du fait que le prédateur est plus rapide que la proie. Si la proie manœuvre en tournant en fuyant, le prédateur doit réagir en temps réel pour calculer et suivre une nouvelle trajectoire d'interception, comme par navigation parallèle , au fur et à mesure qu'il se rapproche de la proie. De nombreux prédateurs de poursuite utilisent le camouflage pour approcher la proie le plus près possible sans être observé ( harcèlement ) avant de commencer la poursuite. Les prédateurs de poursuite comprennent les mammifères terrestres tels que les humains, les lycaons, les hyènes tachetées et les loups ; les prédateurs marins comme les dauphins, les orques et de nombreux poissons prédateurs comme le thon ; les oiseaux prédateurs (rapaces) tels que les faucons ; et des insectes comme les libellules .

Une forme extrême de poursuite est la chasse d'endurance ou de persistance , dans laquelle le prédateur épuise sa proie en la suivant sur une longue distance, parfois pendant des heures d'affilée. La méthode est utilisée par les chasseurs-cueilleurs humains et par les canidés tels que les chiens sauvages africains et les chiens domestiques. Le chien sauvage africain est un prédateur extrêmement persistant, fatiguant ses proies individuelles en les suivant sur de nombreux kilomètres à une vitesse relativement faible.

Une forme spécialisée de prédation de poursuite est l' alimentation des baleines à fanons par la fente . Ces très grands prédateurs marins se nourrissent de plancton , en particulier de krill , plongeant et nageant activement dans des concentrations de plancton, puis prenant une énorme gorgée d'eau et la filtrant à travers leurs fanons plumeux .

Les prédateurs de poursuite peuvent être sociaux , comme le lion et le loup qui chassent en groupe, ou solitaires.

Manutention

Le poisson- chat a des épines dorsales et pectorales acérées qu'il tient dressées pour décourager les prédateurs tels que les hérons qui avalent leurs proies entières.
Le balbuzard pêcheur déchire ses proies en évitant les dangers tels que les épines acérées.

Une fois que le prédateur a capturé la proie, il doit la manipuler : très soigneusement si la proie est dangereuse à manger, comme si elle possède des épines acérées ou venimeuses, comme chez de nombreux poissons proies. Certains poissons-chats tels que les Ictaluridae ont des épines sur le dos (dorsale) et le ventre (pectoral) qui se verrouillent en position dressée; comme le poisson-chat se débat lorsqu'il est capturé, ceux-ci pourraient percer la bouche du prédateur, peut-être mortellement. Certains oiseaux piscivores comme le balbuzard pêcheur évitent le danger des épines en déchirant leur proie avant de la manger.

Prédation solitaire contre prédation sociale

Dans la prédation sociale, un groupe de prédateurs coopère pour tuer des proies. Cela permet de tuer des créatures plus grandes que celles qu'elles pourraient maîtriser seules; par exemple, les hyènes et les loups collaborent pour attraper et tuer des herbivores aussi gros que des buffles, et les lions chassent même les éléphants. Il peut également rendre les proies plus facilement disponibles grâce à des stratégies telles que le rinçage des proies et leur rassemblement dans une zone plus petite. Par exemple, lorsque des volées mixtes d'oiseaux se nourrissent, les oiseaux devant chassent les insectes qui sont attrapés par les oiseaux derrière. Les dauphins à long bec forment un cercle autour d'un banc de poissons et se déplacent vers l'intérieur, concentrant les poissons par un facteur de 200. En chassant socialement, les chimpanzés peuvent attraper des singes colobes qui échapperaient facilement à un chasseur individuel, tandis que les faucons Harris coopérants peuvent piéger les lapins.

Les loups , prédateurs sociaux , coopèrent pour chasser et tuer les bisons .

Les prédateurs de différentes espèces coopèrent parfois pour attraper des proies. Dans les récifs coralliens , lorsque des poissons comme le mérou et la truite de corail repèrent des proies qui leur sont inaccessibles, ils signalent des murènes géantes , des napoléons ou des poulpes . Ces prédateurs sont capables d'accéder à de petites crevasses et de débusquer les proies. Les épaulards sont connus pour aider les baleiniers à chasser les baleines à fanons .

La chasse sociale permet aux prédateurs de s'attaquer à un plus large éventail de proies, mais au risque d'une compétition pour la nourriture capturée. Les prédateurs solitaires ont plus de chances de manger ce qu'ils attrapent, au prix d'une dépense d'énergie accrue pour l'attraper, et d'un risque accru que la proie s'échappe. Les prédateurs embusqués sont souvent solitaires pour réduire le risque de devenir eux-mêmes des proies. Sur 245 membres terrestres des carnivores (le groupe qui comprend les chats, les chiens et les ours), 177 sont solitaires ; et 35 des 37 félins sauvages sont solitaires, dont le couguar et le guépard. Cependant, le couguar solitaire permet à d'autres couguars de participer à une mise à mort, et le coyote peut être solitaire ou social. D'autres prédateurs solitaires comprennent le grand brochet, les araignées-loups et tous les milliers d'espèces de guêpes solitaires parmi les arthropodes, ainsi que de nombreux micro -organismes et zooplancton .

Spécialisation

Adaptations physiques

Sous la pression de la sélection naturelle , les prédateurs ont développé une variété d' adaptations physiques pour détecter, attraper, tuer et digérer leurs proies. Ceux-ci incluent la vitesse, l'agilité, la furtivité, les sens aiguisés, les griffes, les dents, les filtres et les systèmes digestifs appropriés.

Pour détecter les proies , les prédateurs ont une vision , un odorat ou une ouïe bien développés . Des prédateurs aussi divers que les hiboux et les araignées sauteuses ont des yeux orientés vers l'avant, offrant une vision binoculaire précise sur un champ de vision relativement étroit, tandis que les proies ont souvent une vision panoramique moins aiguë. Les animaux tels que les renards peuvent sentir leur proie même lorsqu'elle est dissimulée sous 2 pieds (60 cm) de neige ou de terre. De nombreux prédateurs ont une audition aiguë, et certains, comme les chauves -souris écholocalisatrices , chassent exclusivement par l'utilisation active ou passive du son.

Les prédateurs, y compris les grands félins , les oiseaux de proie et les fourmis, partagent des mâchoires puissantes, des dents acérées ou des griffes qu'ils utilisent pour saisir et tuer leurs proies. Certains prédateurs comme les serpents et les oiseaux piscivores comme les hérons et les cormorans avalent leurs proies entières ; certains serpents peuvent ouvrir leurs mâchoires pour leur permettre d'avaler de grosses proies, tandis que les oiseaux piscivores ont de longs becs en forme de lance qu'ils utilisent pour poignarder et saisir des proies rapides et glissantes. Les poissons et autres prédateurs ont développé la capacité d'écraser ou d'ouvrir les coquilles blindées des mollusques.

De nombreux prédateurs sont puissamment construits et peuvent attraper et tuer des animaux plus gros qu'eux-mêmes. cela s'applique aussi bien aux petits prédateurs comme les fourmis et les musaraignes qu'aux grands carnivores visiblement musclés comme le couguar et le lion .

Alimentation et comportement

Platydemus manokwari , un prédateur de ver plat spécialiste des escargots terrestres , attaquant un escargot
Prédation sélective par taille : une lionne attaquant un buffle du Cap , plus de deux fois son poids. Les lions peuvent attaquer des proies beaucoup plus grosses, y compris les éléphants, mais le font beaucoup moins souvent.

Les prédateurs sont souvent hautement spécialisés dans leur régime alimentaire et leur comportement de chasse ; par exemple, le lynx eurasien ne chasse que les petits ongulés . D'autres, comme les léopards , sont des généralistes plus opportunistes, se nourrissant d'au moins 100 espèces. Les spécialistes peuvent être très adaptés pour capturer leur proie préférée, tandis que les généralistes peuvent être mieux à même de passer à d'autres proies lorsqu'une cible préférée est rare. Lorsque les proies ont une distribution groupée (inégale), la stratégie optimale pour le prédateur devrait être plus spécialisée car les proies sont plus visibles et peuvent être trouvées plus rapidement; cela semble correct pour les prédateurs de proies immobiles, mais douteux pour les proies mobiles.

Dans la prédation sélective par taille, les prédateurs sélectionnent des proies d'une certaine taille. Les grandes proies peuvent s'avérer gênantes pour un prédateur, tandis que les petites proies peuvent s'avérer difficiles à trouver et, dans tous les cas, fournir moins de récompense. Cela a conduit à une corrélation entre la taille des prédateurs et leurs proies. La taille peut également servir de refuge pour les grosses proies. Par exemple, les éléphants adultes sont relativement à l'abri de la prédation par les lions, mais les juvéniles sont vulnérables.

Camouflage et mimétisme

Le poisson- grenouille strié utilise un camouflage et un mimétisme agressif sous la forme d'un leurre en forme de canne à pêche sur la tête pour attirer les proies.

Les membres de la famille des chats tels que le léopard des neiges (hautes terres sans arbres), le tigre (plaines herbeuses, marécages de roseaux), l'ocelot (forêt), le chat pêcheur (fourrés au bord de l'eau) et le lion (plaines ouvertes) sont camouflés avec une coloration et des motifs perturbateurs convenant leurs habitats.

Dans le mimétisme agressif , certains prédateurs, dont les insectes et les poissons, utilisent la coloration et le comportement pour attirer leurs proies. Les lucioles Photuris femelles , par exemple, copient les signaux lumineux d'autres espèces, attirant ainsi les lucioles mâles, qu'elles capturent et mangent. Les mantes-fleurs sont des prédateurs embusqués; camouflés en fleurs, comme les orchidées , ils attirent les proies et s'en emparent lorsqu'elles sont suffisamment proches. Les poissons- grenouilles sont extrêmement bien camouflés et attirent activement leurs proies à l'aide d'un esca , un appât au bout d'un appendice en forme de tige sur la tête, qu'ils agitent doucement pour imiter un petit animal, avalant la proie dans un mouvement extrêmement rapide. lorsqu'il est à portée.

Venin

De nombreux petits prédateurs tels que la méduse-boîte utilisent du venin pour maîtriser leurs proies, et le venin peut également faciliter la digestion (comme c'est le cas pour les crotales et certaines araignées ). Le serpent de mer marbré qui s'est adapté à la prédation des œufs a des glandes à venin atrophiées et le gène de sa toxine à trois doigts contient une mutation (la suppression de deux nucléotides ) qui l'inactive. Ces changements s'expliquent par le fait que sa proie n'a pas besoin d'être maîtrisée.

Champs électriques

Un rayon électrique ( Torpediniformes ) montrant l'emplacement de l'organe électrique et des électrocytes empilés à l'intérieur

Plusieurs groupes de poissons prédateurs ont la capacité de détecter, de suivre et parfois, comme dans le rayon électrique , de neutraliser leurs proies en détectant et en générant des champs électriques . L'organe électrique est dérivé d'un tissu nerveux ou musculaire modifié.

Physiologie

Les adaptations physiologiques à la prédation comprennent la capacité des bactéries prédatrices à digérer le polymère complexe de peptidoglycane des parois cellulaires des bactéries dont elles se nourrissent. Les vertébrés carnivores des cinq grandes classes (poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux et mammifères) ont des taux relatifs de transport du sucre vers les acides aminés inférieurs à ceux des herbivores ou des omnivores, probablement parce qu'ils acquièrent beaucoup d'acides aminés à partir des protéines animales dans leur alimentation . .

Adaptations anti-prédateurs

Le camouflage de la mante des feuilles mortes la rend moins visible pour les prédateurs et les proies.
Le syrphe syrphe détourne les prédateurs en imitant une guêpe , mais n'a pas de piqûre .

Pour contrer la prédation, les proies ont développé des défenses à utiliser à chaque étape d'une attaque. Ils peuvent essayer d'éviter d'être détectés, par exemple en utilisant le camouflage et le mimétisme . Ils peuvent détecter les prédateurs et avertir les autres de leur présence. S'ils sont détectés, ils peuvent essayer d'éviter d'être la cible d'une attaque, par exemple en signalant qu'ils sont toxiques ou désagréables , en signalant qu'une poursuite ne serait pas rentable ou en formant des groupes. S'ils deviennent une cible, ils peuvent essayer de repousser l'attaque avec des défenses telles que l'armure, les piquants , l'inappétence ou le mobbing ; et ils peuvent souvent échapper à une attaque en cours en faisant sursauter le prédateur, en faisant le mort , en perdant des parties du corps telles que des queues ou simplement en fuyant.

Coévolution

Les chauves-souris utilisent l' écholocation pour chasser les papillons nocturnes.

Les prédateurs et les proies sont des ennemis naturels, et bon nombre de leurs adaptations semblent conçues pour se contrer. Par exemple, les chauves-souris ont des systèmes d' écholocation sophistiqués pour détecter les insectes et autres proies, et les insectes ont développé une variété de défenses, y compris la capacité d'entendre les appels d'écholocation. De nombreux prédateurs de poursuite qui courent sur terre, comme les loups, ont développé de longs membres en réponse à la vitesse accrue de leurs proies. Leurs adaptations ont été caractérisées comme une course aux armements évolutive , un exemple de la coévolution de deux espèces. Dans une vision de l'évolution centrée sur les gènes, les gènes du prédateur et de la proie peuvent être considérés comme étant en compétition pour le corps de la proie. Or, le principe du « life-dinner » de Dawkins et Krebs prédit que cette course aux armements est asymétrique : si un prédateur échoue à attraper sa proie, il perd son dîner, tandis que s'il réussit, la proie perd la vie.

Le serpent corail oriental , lui-même un prédateur, est suffisamment venimeux pour tuer les prédateurs qui l'attaquent, donc quand ils l'évitent, ce comportement doit être hérité, pas appris.

La métaphore d'une course aux armements implique des progrès sans cesse croissants en matière d'attaque et de défense. Cependant, ces adaptations ont un coût ; par exemple, les jambes plus longues ont un risque accru de se casser, tandis que la langue spécialisée du caméléon, avec sa capacité à agir comme un projectile, est inutile pour lécher l'eau, de sorte que le caméléon doit boire la rosée de la végétation.

Le principe du «dîner de la vie» a été critiqué pour de multiples motifs. L'ampleur de l'asymétrie dans la sélection naturelle dépend en partie de l'héritabilité des traits adaptatifs. De plus, si un prédateur perd suffisamment de dîners, il perdra lui aussi sa vie. D'autre part, le coût de remise en forme d'un dîner perdu donné est imprévisible, car le prédateur peut rapidement trouver une meilleure proie. De plus, la plupart des prédateurs sont des généralistes, ce qui réduit l'impact d'une adaptation de proie donnée sur un prédateur. Étant donné que la spécialisation est causée par la coévolution prédateur-proie, la rareté des spécialistes peut impliquer que les courses aux armements prédateur-proie sont rares.

Il est difficile de déterminer si des adaptations données sont vraiment le résultat d'une coévolution, où une adaptation de proie donne lieu à une adaptation de prédateur qui est contrée par une adaptation supplémentaire de la proie. Une explication alternative est l' escalade , où les prédateurs s'adaptent aux concurrents, à leurs propres prédateurs ou à des proies dangereuses. Des adaptations apparentes à la prédation peuvent également avoir surgi pour d'autres raisons et avoir ensuite été cooptées pour l'attaque ou la défense. Chez certains des insectes dont les chauves-souris sont la proie, l'ouïe a évolué avant l'apparition des chauves-souris et a été utilisée pour entendre les signaux utilisés pour la défense territoriale et l'accouplement. Leur audition a évolué en réponse à la prédation par les chauves-souris, mais le seul exemple clair d'adaptation réciproque chez les chauves-souris est l'écholocation furtive.

Une course aux armements plus symétrique peut se produire lorsque les proies sont dangereuses, ayant des épines, des piquants, des toxines ou du venin qui peuvent nuire au prédateur. Le prédateur peut répondre par l'évitement, ce qui entraîne à son tour l'évolution du mimétisme. L'évitement n'est pas nécessairement une réponse évolutive car il est généralement appris de mauvaises expériences avec des proies. Cependant, lorsque la proie est capable de tuer le prédateur (comme le peut un serpent corail avec son venin), il n'y a aucune possibilité d'apprentissage et l'évitement doit être hérité. Les prédateurs peuvent également répondre à des proies dangereuses par des contre-adaptations. Dans l'ouest de l'Amérique du Nord, la couleuvre rayée a développé une résistance à la toxine présente dans la peau du triton à peau rugueuse .

Rôle dans les écosystèmes

Les prédateurs affectent leurs écosystèmes non seulement directement en mangeant leurs propres proies, mais par des moyens indirects tels que la réduction de la prédation par d'autres espèces ou la modification du comportement de recherche de nourriture d'un herbivore, comme avec l'effet de biodiversité des loups sur la végétation riveraine ou des loutres de mer sur les forêts de varech. . Cela peut expliquer les effets de la dynamique des populations tels que les cycles observés chez le lynx et le lièvre d'Amérique.

Niveau trophique

Une façon de classer les prédateurs est par niveau trophique . Les carnivores qui se nourrissent d' herbivores sont des consommateurs secondaires ; leurs prédateurs sont des consommateurs tertiaires, et ainsi de suite. Au sommet de cette chaîne alimentaire se trouvent des prédateurs tels que les lions . De nombreux prédateurs mangent cependant à plusieurs niveaux de la chaîne alimentaire; un carnivore peut manger à la fois des consommateurs secondaires et tertiaires. Cela signifie que de nombreux prédateurs doivent faire face à la prédation intraguilde , où d'autres prédateurs les tuent et les mangent. Par exemple, les coyotes concurrencent et tuent parfois les renards gris et les lynx roux .

Biodiversité maintenue par la prédation au sommet

Les prédateurs peuvent augmenter la biodiversité des communautés en empêchant une seule espèce de devenir dominante. Ces prédateurs sont connus comme des espèces clés et peuvent avoir une profonde influence sur l'équilibre des organismes dans un écosystème particulier . L'introduction ou l'élimination de ce prédateur, ou des changements dans sa densité de population, peuvent avoir des effets en cascade drastiques sur l'équilibre de nombreuses autres populations de l'écosystème. Par exemple, les brouteurs d'une prairie peuvent empêcher une seule espèce dominante de prendre le relais.

Récupération des saules riverains à Blacktail Creek, parc national de Yellowstone , après la réintroduction des loups, l' espèce clé locale et le prédateur au sommet . A gauche, en 2002 ; à droite, en 2015

L'élimination des loups du parc national de Yellowstone a eu de profondes répercussions sur la pyramide trophique . Dans cette zone, les loups sont à la fois des espèces clés et des prédateurs au sommet. Sans prédation, les herbivores ont commencé à surpâturer de nombreuses espèces de brout ligneux, affectant les populations de plantes de la région. De plus, les loups empêchaient souvent les animaux de paître près des cours d'eau, protégeant ainsi les sources de nourriture des castors . L'élimination des loups a eu un effet direct sur la population de castors, car leur habitat est devenu un territoire de pâturage. L'augmentation du broutage sur les saules et les conifères le long du ruisseau Blacktail en raison d'un manque de prédation a causé une incision du canal parce que la population réduite de castors n'était plus en mesure de ralentir l'eau et de maintenir le sol en place. Les prédateurs se sont ainsi révélés d'une importance vitale dans l'écosystème.

Les dynamiques de population

Un graphique linéaire du nombre de fourrures de lynx du Canada vendues à la Compagnie de la Baie d'Hudson sur l'axe vertical par rapport au nombre de lièvres d'Amérique sur l'axe horizontal pour la période de 1845 à 1935
Nombre de fourrures de lièvre d'Amérique ( Lepus americanus ) (fond jaune) et de lynx du Canada (ligne noire, premier plan) vendues à la Compagnie de la Baie d'Hudson de 1845 à 1935

En l'absence de prédateurs, la population d'une espèce peut croître de façon exponentielle jusqu'à ce qu'elle se rapproche de la capacité de charge de l'environnement. Les prédateurs limitent la croissance des proies à la fois en les consommant et en modifiant leur comportement. L'augmentation ou la diminution de la population de proies peut également entraîner une augmentation ou une diminution du nombre de prédateurs, par exemple en augmentant le nombre de jeunes qu'ils portent.

Des fluctuations cycliques ont été observées dans les populations de prédateurs et de proies, souvent avec des décalages entre les cycles des prédateurs et des proies. Un exemple bien connu est celui du lièvre d'Amérique et du lynx . Sur une vaste étendue de forêts boréales en Alaska et au Canada, les populations de lièvres fluctuent de manière quasi synchrone sur une période de 10 ans, et les populations de lynx fluctuent en réponse. Cela a été vu pour la première fois dans les archives historiques d'animaux capturés par des chasseurs de fourrure pour la Compagnie de la Baie d'Hudson pendant plus d'un siècle.

Un modèle simple d'un système avec une espèce de prédateur et de proie, les équations de Lotka-Volterra , prédit les cycles de population. Cependant, les tentatives de reproduction des prédictions de ce modèle en laboratoire ont souvent échoué ; par exemple, lorsque le protozoaire Didinium nasutum est ajouté à une culture contenant sa proie, Paramecium caudatum , cette dernière est souvent conduite à l'extinction.

Les équations de Lotka-Volterra reposent sur plusieurs hypothèses simplificatrices et sont structurellement instables , ce qui signifie que tout changement dans les équations peut stabiliser ou déstabiliser la dynamique. Par exemple, une hypothèse est que les prédateurs ont une réponse fonctionnelle linéaire à la proie : le taux de tue augmente proportionnellement au taux de rencontres. Si ce taux est limité par le temps passé à manipuler chaque capture, alors les populations de proies peuvent atteindre des densités au-dessus desquelles les prédateurs ne peuvent pas les contrôler. Une autre hypothèse est que tous les individus proies sont identiques. En réalité, les prédateurs ont tendance à sélectionner des individus jeunes, faibles et malades, laissant les populations de proies capables de repousser.

De nombreux facteurs peuvent stabiliser les populations de prédateurs et de proies. Un exemple est la présence de multiples prédateurs, en particulier les généralistes qui sont attirés par une espèce de proie donnée si elle est abondante et cherchent ailleurs si elle ne l'est pas. En conséquence, les cycles de population ont tendance à se retrouver dans les écosystèmes tempérés et subarctiques du nord parce que les réseaux trophiques sont plus simples. Le système lièvre d'Amérique-lynx est subarctique, mais même cela implique d'autres prédateurs, y compris les coyotes, les autours et les grands-ducs d'Amérique , et le cycle est renforcé par les variations de la nourriture disponible pour les lièvres.

Une gamme de modèles mathématiques a été développée en assouplissant les hypothèses faites dans le modèle Lotka-Volterra; ceux-ci permettent diversement aux animaux d'avoir des distributions géographiques , ou de migrer ; avoir des différences entre les individus, comme les sexes et une structure par âge , de sorte que seuls certains individus se reproduisent ; vivre dans un environnement variable, comme avec des saisons changeantes ; et analyser les interactions de plus de deux espèces à la fois. De tels modèles prédisent des dynamiques de population prédateur-proie très différentes et souvent chaotiques . La présence de zones refuges , où les proies sont à l'abri des prédateurs, peut permettre aux proies de maintenir des populations plus importantes mais peut aussi déstabiliser la dynamique.

Histoire évolutive

La prédation date d'avant la montée des carnivores communément reconnus par des centaines de millions (peut-être des milliards) d'années. La prédation a évolué à plusieurs reprises dans différents groupes d'organismes. La montée des cellules eucaryotes à environ 2,7 Gya, la montée des organismes multicellulaires à environ 2 Gya et la montée des prédateurs mobiles (environ 600 Mya - 2 Gya, probablement autour de 1 Gya) ont toutes été attribuées à un comportement prédateur précoce, et de nombreux des vestiges très anciens montrent des traces de forages ou d'autres marques attribuées à de petites espèces de prédateurs. Il a probablement déclenché des transitions évolutives majeures, notamment l'arrivée des cellules , des eucaryotes , de la reproduction sexuée , de la multicellularité , de l'augmentation de la taille, de la mobilité (y compris le vol des insectes ) et des coquilles blindées et des exosquelettes.

Les premiers prédateurs étaient des organismes microbiens, qui engloutissaient ou broutaient les autres. Parce que les archives fossiles sont pauvres, ces premiers prédateurs pourraient remonter entre 1 et plus de 2,7 Gya (il y a des milliards d'années). La prédation est visiblement devenue importante peu de temps avant la période cambrienne - il y a environ 550  millions d'années - comme en témoigne le développement presque simultané de la calcification chez les animaux et les algues, et le creusement évitant la prédation . Cependant, les prédateurs broutaient les micro-organismes depuis au moins 1 000  millions d'années , avec des preuves de prédation sélective (plutôt qu'aléatoire) à une époque similaire.

Auroralumina attenboroughii est un cnidaire du groupe de la couronne édiacarienne (557–562 mya, quelque 20 millions d'années avant l'explosion cambrienne) de la forêt de Charnwood , en Angleterre. On pense que c'est l'un des premiers animaux prédateurs, attrapant de petites proies avec ses nématocystes comme le font les cnidaires modernes.

Les archives fossiles témoignent d'une longue histoire d'interactions entre les prédateurs et leurs proies depuis la période cambrienne, montrant par exemple que certains prédateurs ont percé les coquilles de mollusques bivalves et gastéropodes , tandis que d'autres ont mangé ces organismes en brisant leurs coquilles. Parmi les prédateurs cambriens figuraient des invertébrés comme les anomalocarides avec des appendices adaptés pour attraper des proies, de grands yeux composés et des mâchoires faites d'un matériau dur comme celui de l' exosquelette d'un insecte. Certains des premiers poissons à avoir des mâchoires étaient les placodermes blindés et principalement prédateurs des périodes silurienne à dévonienne , dont l'un, le Dunkleosteus de 6 m (20 pieds) , est considéré comme le premier "superprédateur" vertébré au monde, s'attaquant à d'autres prédateurs. Les insectes ont développé la capacité de voler au Carbonifère inférieur ou au Dévonien supérieur, leur permettant entre autres d'échapper aux prédateurs. Parmi les plus grands prédateurs qui aient jamais vécu figuraient les dinosaures théropodes tels que Tyrannosaurus de la période du Crétacé . Ils se nourrissaient de dinosaures herbivores tels que les hadrosaures , les cératopsiens et les ankylosaures .

Dans la société humaine

Chasseur de San , Botswana

Utilisations pratiques

Les humains, en tant qu'omnivores , sont dans une certaine mesure des prédateurs, utilisant des armes et des outils pour pêcher , chasser et piéger les animaux. Ils utilisent également d'autres espèces prédatrices telles que les chiens , les cormorans et les faucons pour attraper des proies à des fins alimentaires ou sportives. Deux prédateurs de taille moyenne, les chiens et les chats, sont les animaux les plus souvent gardés comme animaux de compagnie dans les sociétés occidentales. Les chasseurs humains, y compris les San d'Afrique australe, utilisent la chasse persistante , une forme de prédation de poursuite où le poursuivant peut être plus lent qu'une proie comme une antilope koudou sur de courtes distances, mais la suit dans la chaleur de midi jusqu'à ce qu'elle soit épuisée, une poursuite cela peut prendre jusqu'à cinq heures.

Dans la lutte biologique contre les ravageurs , des prédateurs (et des parasitoïdes) de l'aire de répartition naturelle d'un ravageur sont introduits pour contrôler les populations, au risque de causer des problèmes imprévus. Les prédateurs naturels, à condition qu'ils ne nuisent pas aux espèces non nuisibles, constituent un moyen écologique et durable de réduire les dommages aux cultures et une alternative à l'utilisation d'agents chimiques tels que les pesticides .

Utilisations symboliques

La louve du Capitole allaitant Romulus et Remus , les fondateurs mythiques de Rome

Au cinéma, l'idée du prédateur en tant qu'ennemi dangereux si humanoïde est utilisée dans le film d' action d'horreur de science-fiction de 1987 Predator et ses trois suites . Un prédateur terrifiant, un gigantesque grand requin blanc mangeur d'hommes , est également au centre du thriller Jaws de Steven Spielberg en 1974 .

Parmi la poésie sur le thème de la prédation, la conscience d'un prédateur pourrait être explorée, comme dans Pike de Ted Hughes . L'expression «Nature, rouge dans les dents et les griffes» d' Alfred, le poème de 1849 de Lord Tennyson « In Memoriam AHH » a été interprétée comme faisant référence à la lutte entre les prédateurs et les proies.

Dans la mythologie et la fable folklorique, les prédateurs tels que le renard et le loup ont des réputations mitigées. Le renard était un symbole de fertilité dans la Grèce antique, mais un démon météorologique dans le nord de l'Europe et une créature du diable au début du christianisme. le renard est présenté comme sournois, gourmand et rusé dans les fables à partir d' Ésope . Le grand méchant loup est connu des enfants dans des contes comme Le Petit Chaperon Rouge , mais est une figure démoniaque dans les sagas islandaises d' Edda , où le loup Fenrir apparaît dans la fin apocalyptique du monde . Au Moyen Âge, la croyance aux loups- garous s'est répandue , les hommes transformés en loups. Dans la Rome antique, et dans l'Égypte antique, le loup était vénéré, la louve apparaissant dans le mythe fondateur de Rome, allaitant Romulus et Remus . Plus récemment, dans Le Livre de la jungle de Rudyard Kipling en 1894 , Mowgli est élevé par la meute de loups. Les attitudes à l'égard des grands prédateurs en Amérique du Nord, comme le loup, le grizzli et le couguar, sont passées d'hostilité ou d'ambivalence, accompagnées d'une persécution active, à une attitude positive et protectrice dans la seconde moitié du 20e siècle.

Voir également

Remarques

Références

Sources

Liens externes

  • Citations liées à la prédation sur Wikiquote
  • Médias liés à la prédation sur Wikimedia Commons