Capture-marquage-recapture et estimation des effectifs

Écologie & évolution · Bachelor 3

Lincoln-Petersen, Jolly-Seber, hypothèses de fermeture et modèles CMR pour les populations animales.

Introduction

Compter tous les individus d'une population animale est presque toujours impossible : les animaux se cachent, bougent et sont détectés avec une probabilité inférieure à 1. La capture-marquage-recapture (CMR) répond à ce problème : on capture un échantillon, on marque les individus, on les relâche, puis on en recapture un second échantillon. La proportion d'individus marqués dans cet échantillon renseigne sur la taille de la population.

Le plus simple est l'estimateur de Lincoln-Petersen, N = M C / R, avec M individus marqués au départ, C individus capturés au second passage et R recapturés marqués. Sa version corrigée de Chapman réduit le biais pour de petits échantillons. Pour des populations ouvertes, les modèles de Cormack-Jolly-Seber et de Jolly-Seber estiment aussi la survie et le recrutement.

En Suisse, ces techniques sont utilisées pour le suivi des chauves-souris, des amphibiens ou des grands mammifères, avec les autorisations cantonales de protection des animaux.

Objectifs d'apprentissage

Appliquer les estimateurs de Lincoln-Petersen et de Chapman
Énumérer les hypothèses d'un modèle de population fermée
Distinguer populations fermées et ouvertes
Concevoir un protocole de marquage éthique

Concepts clés

Lincoln-Petersen: N̂ = M C / R ; version de Chapman : N̂ = (M+1)(C+1)/(R+1) − 1.
Hypothèses: Population fermée, marques non perdues, probabilité de capture égale, marques n'affectant pas la survie ni la capturabilité.
Populations ouvertes: Les modèles de Cormack-Jolly-Seber estiment survie apparente φ et probabilité de capture p à partir d'historiques de capture.

Conclusion

La CMR est un pilier du suivi des populations animales. Ses estimations ne valent que si hypothèses et protocole sont explicitement discutés.

Cartes

Formule de Lincoln-Petersen ?: N = M C / R.
Exemple : M=100, C=80, R=20 ?: N = 100×80/20 = 400.
Pourquoi utiliser Chapman ?: Réduit le biais, notamment lorsque R est faible.
Hypothèse de fermeture ?: Aucune naissance, mort, immigration ni émigration entre captures.
Que se passe-t-il si les animaux « timides au piège » existent ?: Si les animaux marqués évitent le piège (trap-shy), peu sont recapturés et N est surestimé ; s'ils y reviennent volontiers (trap-happy), N est sous-estimé.
Que fait le modèle CJS ?: Estime survie apparente et probabilité de capture avec des populations ouvertes.
Quels types de marques ?: Bagues, puces PIT, peinture, marques naturelles photographiées.
Que préciser dans une demande d'expérience animale ?: Justification, règle des 3R, méthode de marquage minimisant le stress, autorisation cantonale.

Glossaire

Capturabilité: Probabilité qu'un individu soit capturé lors d'une session.
Population fermée: Population sans entrées ni sorties durant l'étude.
Survie apparente: Survie combinée à la fidélité au site.
Historique de capture: Séquence de présences et absences par individu.
Marque PIT: Transpondeur injecté pour identifier un animal.
Règle des 3R: Remplacer, réduire, raffiner l'usage d'animaux.