Analysis of a model describing stage-structured population dynamics using hawk-dove tactics
Analyse d'un modèle décrivant la dynamique d'une population structurée en stade utilisant le jeu faucon-colombe
Abstract
The purpose of this paper is to investigate the effects of conflicting tactics of resource acquisition on stage structured population dynamics. We present a population subdivided into two distinct stages (immature and mature). We assume that immature individual survival is density dependent. We also assume that mature individuals acquire resources required to survive and reproduce by using two contrasted behavioral tactics (hawk versus dove). Mature individual survival thus is assumed to depend on the average cost of fights while individual fecundity depends on the average gain in the competition to access the resource. Our model includes two parts: a fast part that describes the encounters and fights involves a game dynamic model based upon the replicator equations, and a slow part that describes the long-term effects of conflicting tactics on the population dynamics. The existence of two time scales let us investigate the complete system from a reduced one, which describes the dynamics of the total immature and mature densities at the slow time scale. Our analysis shows that an increase in resource value may decrease total population density, because it promotes individual (i.e. selfish) behavior. Our results may therefore find practical implications in animal conservation or biological control for instance.
Le but de cet article est d'étudier les effets de comportements agressifs dans l'acquisition de ressources sur la dynamique d'une population structurée en deux classes d'âge. Nous considérons une population divisée en deux sous populations distinctes (immatures et adultes matures). Nous supposons que la survie individuelle de la population immature est densité dépendante. Nous supposons également que les individus matures sont en compétition pour acquérir les ressources nécessaires pour leur survie et leur reproduction. Les adultes utilisent deux tactiques comportementales (faucon et colombe). Lors de confrontations entre adultes, la survie d'un individu mature est supposée être affectée par le coût moyen des combats alors que la fécondité dépend du gain moyen obtenu en accédant à la ressource. Notre modèle comprend deux parties : une partie rapide qui décrit les rencontres et les combats basée sur les équations du réplicateur, et une partie lente qui décrit les effets à long terme des tactiques conflictuelles sur la dynamique de la population. L'existence de deux échelles de temps nous permet d'étudier le système complet à partir d'un système réduit, qui décrit la dynamique des densités totales des immatures et des adultes à l'échelle de temps lente. Notre analyse montre que le taux de croissance global de la population dépend de la valeur de la ressource et du coût des combats entre adultes. Nos résultats trouvent des implications pratiques dans la conservation des espèces et le contrôle biologique.
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