Cours sur l'écologie comportementale

Thèmes abordés

Sciences - Ingénierie - Industrie, Écologie comportementale, eusociabilité, comportement individuel altruiste, régime d'appariement, soins parentaux, sélection sexuelle, principe de Bateman, généralisation de Trivers

Résumé du document

L'origine des espèces montre l'importance de la compétition dans les peuplements, les résultats obtenus par les sélectionneurs, le concept de descendance avec modification et de sélection naturelle, variation, hérédité et la différence dans le succès reproducteur. Les abeilles sont capables de se suicider si cela permet de sauver sa ruche. Le fait de ne pas se reproduire ou de devoir se suicider doit donc apporter un avantage aux gènes que porte cet individu.

Extraits

[...] Un allèle de préférence peut envahir une pop en même temps qu'un allèle codant pour 1 trait préféré qui améliore la survie De plus quand la préférence est commune dans la pop le trait peut continuer à augmenter, même si son exagération réduit la survie La Théorie du handicap : -La préférence des F a évolué car elle permet aux F de s'apparier avec des M ayant une aptitude + élevée -Les F préfèrent les M avec des ornements réduisant leur survie car ils sont des indicateurs de bonne santé et de vigueur -Les signaux honnêtes doivent présenter un coût élevé par le signalant (ex : Bois des cerfs, intensité croassement des crapauds) -Il existe aussi des signaux malhonnête (ex : Fausse alerte des mésanges charbonnières pour éloigner les congénères de la nourriture), ces tricheries peuvent être maintenues au cours de l'évolution que si elles sont peu fréquentes C)Sélection sexuelle et sélection naturelle Sélection sexuelle d'un trait = Différence héritable du succès de reproduction causée par la compétition pour l'accès aux partenaires sexuels et en relation avec l'expression du trait en question On retrouve les 3 conditions nécessaires à tout processus de sélectionneurs -Variation sur le trait -Relation entre le trait et l'aptitude phénotypique (cad le nombre de descendants de l'individu) -Héritabilité de la variation ↗Sélection utilitaire = Sélection naturelle Sélection naturelle Souvent effet antagonistes ↘ Sélection sexuelle Les 2 grands types de sélections sexuelles : -Sélection intrasexuelle (ex : Combat entre mâle) -Sélection intersexuelle (ex : Le choix des femelles) → Peuvent s'exprimer avant ou après copulation Compétition intrasexuelle Compétition intersexuelle Armements Ornements Combats directs (entre M le plu Parades nuptiales élaborées souvent) 1)La compétition intrasexuelle -Évolution du dimorphisme de taille : Ex : Avantage d'une plus grande taille chez les vertébrés mâles (ici éléphant de mer) Il y a une courte période durant laquelle les mâles peuvent se reproduire, car plus ils sont vieux plus ils sont forts mais trop vieux ils perdent leur force Affrontement physique des M Moins de 1/3 des mâles s'accouplent Mais s'ils réussissent, succès reproducteur énorme (8M pour 348F) → Très forte pression de sélection en faveur de la taille Ex : Avantage aux petits mâles (ici araignée mâle) Les F sont 2 fois plus grandes et 100 fois plus lourdes que les M Les M sont petits, agiles, ont de longues pattes Interprétations : -Petites tailles des M -Avantageux car pop de faible effectif et faible densité -Si opposition entre les + grands sont favorisés, mais rencontres très rares -Donc les plus petits, à longues pattes agiles sont favorisés peu mobiles et dispersées) Importance de l'asymétrie d'investissement de reproduction : -Lorsque l'asymétrie est importante on peut s'attendre à un fort dimorphisme sexuel -Lorsque l'asymétrie est faible on peut s'attendre à un faible dimorphisme sexuel (mouette) 2)La compétition intersexuelle Choix actif des F ou attraction passive ? [...]

[...] Écologie comportementale I)Introduction L'Origine des espèces : Importance de la compétition dans les peuplements, résultats obtenus par les sélectionneurs, concept de descendance avec modification et de sélection naturelle, variation, hérédité, différence dans le succès reproducteur Les abeilles sont capables de se suicider si cela permet de sauver sa ruche Le fait de ne pas se reproduire ou de devoir se suicider doit donc apporter un avantage aux gènes que porte cet individu Théorie Kin sélection : Les individus devraient coopérer avec les apparentés et être égoïste envers les non-apparentés, manière de propager ses gènes indirectement (Hamilton) Théorie des jeux : Situations où des individus prennent des décisions chacun étant conscient que le résultat de son propre choix dépend de celui des autres Écologie comportementale : Approche du comportement animal comme un processus de décision cherchant à maximiser l'aptitude (fitness), analyse économique des comportements (coût/bénéfice) Comportement : Ensemble des processus de décisions par lesquels les individus ajustent leur état et leur situation par rapport aux variations du milieu Les principes de la sélection naturelle : → Variation entre les individus pour 1 certain trait → Relation entre ce trait et la capacité des individus qui ont ce trait à survivre, relation entre le trait et l'aptitude phénotypique = Pression de sélection → Hérédité de la variation sur le trait considéré Valeur adaptative/fitness = Contribution qu'un individu apporte au patrimoine génétique de la génération suivante (nombre de descendants produit par individu et capable de se reproduire) -Individu stérile : V.A = 0 -Nombreux facteurs agissant sur la valeur adaptative : Survie, maturité sexuelle, comportement Fitness direct : Part du succès reproducteur d'un individu issu de sa reproduction personnelle Fitness indirecte : Part du succès reproducteur d'un individu n'étant pas issu de sa propre reproduction mais de celle des individus apparentés Adaptation : Degré de conformité qui existe entre un organisme et son environnement, série de transformations phénotypiques, graduelles qui surviennent dans une population afin de lui permettre de mieux répondre aux conditions nouvelles de l'environnement (ou d'un nouveau environnement) et d'éviter l'extinction ou l'exclusion compétitive Inné et acquis : Opposition entre l'apprentissage et la génétique, mais l'apprentissage est déterminé par la génétique, rien n'est totalement inné ou acquis II)Sélection sexuelle La différence entre mâle et femelle peut être morpho-anatomiques mais aussi le plus souvent anisogamie A)Le principe de Bateman et la généralisation de Trivers Expérience de Bateman sur le succès reproducteur (nombre de descendants) des mâles et femelles drosophiles en fonction du nombre d'accouplement : Variance du succès reproducteur chez les M et F drosophiles M : ↗ nb de partenaires → ↗ fitness F : ↗ partenaires n'influence pas la fitness Les M ont donc plus d'intérêt à rechercher des accouplements multiples que les F Le potentiel reproducteur du M est limité par son accès aux F Le potentiel reproducteur des F est lié à leur habilité à discerner les M les plus profitables B)La sélection sexuelle Forte asymétrie entre investissement des M et des F → Forte sélection sexuelle entre les M pour accès aux F → Dimorphisme sexuel Caractères sexuels secondaires = Problème évolutif Sélection sexuelle et sélection naturelle liées Préférence des F = Traits phénotypiques qui peut évoluer en fonction des avantages sélectifs (s'expriment en 2eme génération) 1 – Appariement non aléatoire – processus d'emballement 2 – Exagération des traits continue mais ce n'est plus dû à la sélection naturelle, elle est entretenue par le choix des F Comment expliquer l'existence de ces caractères secondaires parfois extravagant et handicapant ? [...]

[...] Maximisation de l'aptitude phénotypique de l'individu qui exerce le choix à travers l'obtention des bénéfices -Obtention de bénéfices directs (lors de la reproduction en cours) -Obtention de bénéfices indirects (pour les générations à venir) Bénéfices directs liés à la taille du mâle : -Capacité d'insémination des mâles et fécondité des femelles Les femelles préfèrent s'accoupler avec les plus gros mâles (éjaculation + importante) → Fécondité accrue Bénéfices directs de la polyandrie : Accouplements multiples (avec des mâles différents) favorisés car accroissent la fécondité Asymétrie entre capacité de stockage dans la spermathèque des F et taille de l'éjaculat des M Bénéfices directs liés à la protection et sécurité : Réduction du risque de prédation F choisissent les M ayant le comportement de vigilance le plus marqué (ex : Perdrix) Bénéfices directs liés aux ressources : Substances nutritives fournies par les mâles avant ou pendant l'accouplement 2 interprétations aux cadeaux nuptiaux : -Investissement parental : Les mâles contribuent à augmenter l'aptitude phénotypique de leur descendants -Efforts supplémentaires pour l'accouplement consentit par le M (stimulation de la prolongation de l'accouplement) + d'arguments en faveur de la 2ème hypothèse Ex : Signification des cadeaux nuptiaux chez l'araignée Pisaura mirabilis Si pas de cadeau réussite d'accouplement passe de 90% à 40% La taille du cadeau n'a pas d'influence sur la taille des jeunes (pas d'investissement parental) mais influence sur la durée d'accouplement (et donc sur le nombre d'œufs fertilisés) Bénéfices directs liés aux soins parentaux : Chez les F veuves ou abandonnées le succès reproducteur est diminué →Contribution du M dans les soins parentaux cruciale Obtention des bénéfices indirects : -Le plus souvent, bénéfices directs peuvent expliquer la préférence de F pour de nombreux traits des M -Parfois certains traits des M choisis par les F n'augmentent pas directement la fitness de la F mais augmentent la fitness des descendants → Bénéfices indirects -Avantages transmis sous forme génétique Obtention de BI - Avantages génétiques : -Si la préférence maternelle est déterminée génétiquement → Emballement Fisherien Choix d'1 M plus sexy → Descendants + sexy avec plus de chance d'êtres choisis par les F -Choix du M selon des critères qui reflètent la qualité génétique de celui- ci et donc la capacité de survie des descendants (en évaluant par exemple sa capacité à produire des organes coûteux) -Choix du M selon critères de compatibilité génétique -Avant accouplement : L'Hétérozygotie est favorisée, la F choisit 1 M dont le patrimoine génétique est le plus différent du sien (via le CMH) -Après accouplement : Sélection des gamètes qui sont compatibles avec ses ovules (permet d'éviter fécondation par du sperme incompatible → Choix cryptique des F 3)Exemples de compétition spermatique et choix cryptique des femelles Après copulation → Compétition à l'intérieur du tractus génital Sélection intrasexuelle : Ex : Pénis goupillon des punaises Bouchon spermatique/copulatoire Phéromones anti-aphrodisiaque chez les papillons de nuit Sélection intersexuelle : -Éjection du sperme de certains M parmi les F après l'accouplement / digestion ou stockage du sperme à l'écart de l'ovule Lien entre compétition spermatique et choix cryptique des femelles -Souvent difficile de distinguer ce qui relève réellement de l'un ou l'autre -Choix cryptique des femelles découle de la sélection sexuelle ou de la sélection naturelle ? [...]