Stratégie optimale de recherche de la nourriture

Nous définirons ici les termes proies et prédateurs au sens large.

On estime la qualité d’une proie comme le rapport entre la quantité d’énergie qu’elle offre (sa valeur calorique ou unité de poids), et l’énergie dépensée pour sa recherche, sa capture et sa consommation. La proie optimale est donc celle pour laquelle ce rapport sera le plus élevé. Trois critères sont donc à prendre en compte pour évaluer la qualité d'une proie : sa valeur énergétique, le temps nécessaire à sa recherche et le temps nécessaire à sa manipulation[2].

Afin de choisir la proie optimale, un prédateur doit pouvoir en évaluer la qualité et certains utilisent parfois des récepteurs sensoriels.

Trois conditions sont nécessaires pour que la proie choisie par le prédateur soit optimale:

• Sélection de la proie en fonction de sa qualité et non de son abondance.
• Spécialisation du prédateur dans le choix de la proie la plus abondante, même si son régime alimentaire comporte plusieurs types de proies.
• Choix d’accepter ou de rejeter la proie, selon qu’elle participe ou non au régime alimentaire du prédateur.

Un prédateur choisit donc préférentiellement le régime alimentaire lui offrant la meilleure quantité d’énergie, c’est-à-dire le régime alimentaire optimal.

Comme il a été démontré dans l’exemple du crabe enragé[3], Carcinus maenas, un crabe d’une taille donnée choisit sa moule en fonction de la taille de celle-ci. Plus une proie est grosse, plus sa valeur calorique est importante. Cependant les moules optimales ne sont pas obligatoirement les plus grosses car il faut également tenir compte du temps nécessaire à sa manipulation (temps de capture et de consommation) de ces proies. Plus ce temps sera important, moins la qualité de la moule sera grande, même si sa valeur calorique est bonne.

D’autre part, le choix de la moule par le crabe enragé sera influencé par son état de satiété. Si le crabe est affamé, il sera moins exigeant dans le choix de la qualité des proies que s’il est rassasié et acceptera plus facilement des proies non optimales.

Le choix du territoire optimal se fait selon le même mécanisme que précédemment. Cependant on ne se place plus ici à l’échelle de la proie, mais à l’échelle du territoire sur lequel sont réparties les proies[2]. Ainsi, un prédateur choisira de préférence le territoire sur lequel les proies optimales sont les plus abondantes. Cela implique qu’il prenne d’abord connaissance de la disponibilité et de la répartition des proies sur les territoires voisins.

C’est le cas du Titmice, un oiseau capable d’identifier et de mémoriser les différents territoires visités et la disponibilité en proies afin de focaliser son choix sur le territoire optimal. De plus, cet oiseau réagit aux fluctuations de l’environnement : lorsque le milieu devient trop pauvre en proies, il se déplace vers un autre territoire plus riche.

Pour optimiser sa stratégie, un prédateur ne doit pas investir plus d’énergie et de temps dans la recherche, la capture et la consommation de sa nourriture, qu’il n’en bénéficie. Ainsi, si les budgets temps et énergie du prédateur sont supérieurs à l’énergie apportée par la proie, il ne la choisira pas. Il en est de même pour l’énergie et le temps alloués à la recherche du territoire. Lorsque les proies ne sont plus suffisamment abondantes sur un territoire, le prédateur va dépenser davantage de temps et d’énergie à trouver une proie optimale ; il va donc préférer se déplacer de proche en proche vers un autre territoire, de préférence déjà visité où il sait pouvoir trouver de la nourriture, de façon à limiter les dépenses énergétiques de son déplacement[4].

Norberg s’appuie sur le fait que dès qu’un animal se déplace pour chercher de la nourriture, il puise dans ses réserves énergétiques qui doivent être équitablement remplacées par l’énergie tirée de cette nourriture. Il cite l’exemple de certains oiseaux qui doivent, lors de la recherche de nourriture, décupler leurs activités métaboliques[5].

L’objectif du prédateur est donc d’équilibrer quotidiennement le budget énergétique minimum, correspondant aux besoins de base pour la survie, et le budget temps correspondant à la recherche de nourriture, sachant également que toute autre activité (thermorégulation, reproduction…) entraîne une dépense d’énergie supplémentaire.

De plus, Norberg soulève la question de savoir si les méthodes utilisées par l’animal varient avec les saisons.

• G. H. Pyke, H. .R. Pulliam & E. L. Charnov, Optimal Foraging : a selective review of theory and tests. The quartery review of biology, vol 52 n°2, juin 1971

• Eric L. Charnov, Optimal Foraging, the Marginal Value Theorem, Vol. 9, n°2. April 1976

• R. W. Elner & Roger N. Hughes, Energy maximization in the diet of the shore crab, Carcinus maenas in Journal of Animal Ecology , 1978, 47, 103-116

• R. H. MacArthur & E. R. Pianka, On optimal use of a patchy environment in The American Naturalist, Vol. 100, No.916 November-December, 1966, pp 603-609

• R. Ake Norberg, An ecological theory on foraging time and energetics and choice of optimal food-searching method in Journal of Animal Ecology , 1977, 46, 511-529

• G. J. Pierce & J. G. Ollason, Eight Reasons Why Optimal Foraging Theory Is a Complete Waste of Time, Oikos, Vol. 49, No. 1. May 1987, pp. 111-117
• C. A. Claveau, Food Searching for Auvergnians, 2013, pp. 201-224