Adaptation Flashcards
Qu’est-ce que la plasticité phénotypique?
Capacité d’UN génotype à exprimer plusieurs
phénotypes dans des environnements différents
Qu’est-ce que la norme de réaction?
ensemble des phénotypes pouvant être
exprimés par un génotype dans différents environnements
• Pour connaître le phénotype d’un génotype dans un
environnement donné, il faut faire une observation
directe.
Qu’est-ce que G xE?
Quand l’influence de l’environnement n’est pas la même pour tous les génotypes, on dit qu’il y a interaction entre les génotypes et l’environnement (G x E); autrement dit: il y a de la variation génétique dans la plasticité phénotypique
Comment varie la plasticité?
Tous les génotypes n’ont pas la même plasticité phénotypique
• La plasticité phénotypique dépend de l’environnement du génotype
• La plasticité phénotypique n’est pas nécessairement
adaptative (ne confère pas nécessairement un phénotype plus apte)
• Tous les génotypes n’ont pas la même norme de réaction
• La norme de réaction est spécifique aux environnementsconsidérés
Qu’est-ce que le dimorphisme sexuel?
Les mâles et le femelles ont souvent des traits différents (bois des cerfs chez les mâles), ou alors des valeurs de traits différentes chez les deux sexes (taille, couleur, ‘ornementation’) – Cela est souvent difficile à expliquer par la sélection naturelle pour la survie, la reproduction, etc.
• Les traits différenciant les mâles des femelles sont même souvent ‘désavantageux’
Quels sont les désavantage de la sélection sexuelle?
- Ceci impose un défi supplémentaire (en plus de survivre et se reproduire): trouver un partenaire pour s’accoupler!
- Il y a généralement asymétrie entre les sexes quant à l’énergie ou le temps consacré à la reproduction (investissements parental différents). Cela entraîne une asymétrie quant à ce qui limite le succès reproducteur de chaque sexe.
• D’abord et avant tout, il y a généralement anisogamie différence entre la grosseur des gamètes
• De plus, les soins parentaux sont souvent plus à la charge d’un des deux sexes (quand il y en a)
Quels sont les différences entre le succès reproducteur des male et des femelle?
Le coût par rejeton est différent entre les sexes
• le SR des femelles est le plus souvent limité par le nombre d’œufs produits.
• le SR des mâles est le plus souvent limité par le nombre d’œufs fécondés, et donc à prime abord par le nombre de partenaires.
Le sexe féminin est dit ‘limitant’.
Qu’est-ce que la sélection sexuel?
Quand la différence de succès reproducteur entre les individus est due aux différences dans le succès d’accouplement de ces individus, on parle de sélection sexuelle
Commment varit la sélection sexuelle?
Le succès d’accouplement (SA) dépend souvent de traits phénotypiques associés. Ces traits sont variables, peuvent être héritables, et influencent le SR.
• En général, l’un des deux sexes sera plus affecté que l’autre par la sélection sexuelle, et ce devrait être le sexe dont l’investissement parental est le plus faible (souvent le mâle). L’autre sexe peut néanmoins subir la sélection sexuelle (la femelle)
Comment estimer la sélection sexuelle?
Succès reproducteur: SR est idéalement estimé par le nombre de rejetons produits
Succès d’Accouplement
SA peut être estimé par: le nombre de partenaires d’accouplement le nombre de partenaires avec qui un ou des rejetons ont été produits (SA génétique)
L’intensité de la sélection sexuelle est estimée par le gradient de sélection sexuelle (le gradient de Bateman
Gradient de Bateman estimé par la pente de la régression liant le succès reproducteur (SR) au succès d’accouplement (SA).
Quels sont les pression sexuelles chez le mâle?
Les femelles sont la ressource limitante
• Les mâles sont en compétition pour les femelles
=> Sélection INTRAsexuelle entre les mâles pour l’accès aux femelles
quels sont les pressions sexuelles chez les femelles?
• Les femelles résistent plus à l’accouplement et ‘attendent’ le bon stimuli, le bon signal, ‘le bon mâle’
• Les femelles sont ‘difficiles’ et préfèrent certains mâles
=> Sélection INTERsexuelle des mâles par les femelles
Q’est-ce que la sélection intrasexuelle par le combat?
Des traits spécifiques permettent le combat entre individus; ils sont souvent absents chez les individus immatures et nonreproducteurs
• La sélection directionnelle sur ces traits est souvent du type ‘course aux armements’ (intensification par rétro-action)
• Ces traits sont souvent coûteux
• Ainsi, alors que la sélection sexuelle favorise de fortes valeurs pour ces traits, elle est souvent contrebalancée par la sélection naturelle (prédation, métabolisme)…
• Par ailleurs, les individus possédant les valeurs de traits nonfavorables pour le combat adoptent parfois des stratégies alternatives de reproduction
Quelles sont les défense pour restreindre l’accès au sexe limitant?
Pré-copulatoire
• Défense de territoire
• Garde du partenaire
Post-copulatoire par compétition entre spermatozoïdes
• Taille des éjaculats plus grande lorsqu’un mâle copule en présence d’un ‘rival’ vs. en privé (mouches Ceratis capitata)
• Bouchons (drosophiles, certains serpents)
• Enlèvement des gamètes du mâle précédent
• Garde du partenaire
A quoi peut être lié les préférence des femelles?
– Les biais sensoriels pré-existants
– Les bénéfices directs : le trait préféré est corrélé à un trait bénéfique pour la femelle elle-même (territoire, nourriture, aide pour les soins aux rejetons)
Condition: pressions de sélection sur les femelles pour
acquérir la capacité de reconnaître le trait corrélé via le trait préféré
– Les bénéfices indirects
• Obtention de ‘bons gène – ne procurent pas d’avantages à la femelle elle-même mais plutôt
à sa descendance.
• Fils qui plaisent aux femelles ( pas couvert)
• runaway selection :sélection d’un trait avec une rétroaction positive sur le trait de préférence de l’autre sexe .
La préférence peut ou non être arbitraire, elle peut faire l’objet de sélection, et elle varie souvent entre les populations, entraînant alors la valeurs du trait préféré
Décrire la sélection stabilisante de la runaway selection?
- les valeurs à une extrémité de la distribution phénotypique sont contre-sélectionnées par la sélection naturelle: le phénotype préféré procurant plus de partenaires mais il est associé à une
moins bonne survie, croissance, santé, etc. - les valeurs à l’autre extrémité de la distribution phénotypique sont contre-sélectionnées par la sélection sexuelle: le phénotype confère une bonne survie, croissance, santé, etc., mais il n’est pas
choisi par les femelles (peu de partenaires)
Quels sont les différences de la sélection sexuelle chez les plantes?
L’accouplement chez les plantes est souvent dépendant d’un pollinisateur. L’accès au pollinisateur est plus limitant pour les fleurs mâles que femelles. Cet accès est nécessaire pour atteindre une fleur femelle; ainsi, comme pour les animaux, l’accès aux femelles est limitant.
Qu’est-ce que le conflit sexuel?
Leurs nécessaires interactions reproductives ont souvent des effets opposés sur chaque sexe. Un trait favorisant le fitness des mâles peut faire diminuer le fitness des femelles, et vice-versa.Cela peut mener au phénomène de coévolution antagoniste
de type ‘course aux armements’
Qu’est-ce que le comportement social?
• Les interactions entre les individus d’une même espèce sont considérées comme des comportement sociaux
• On ne pose pas comme condition qu’il y ait une forme
d’organisation ou de hiérarchie entre les individus (et
surtout pas de ‘conscience’).
• Ces comportements peuvent faire l’objet de la sélection (plusieurs sont héritables
Qu’est-ce que l’acteur A?
: l’individu qui pose l’acte
Qu’est-ce que le receveur R?
l’individu qui est affecté
par l’acte ou les conséquences de cet acte
Quels sont les types d’intéractions sociales?
A: Bénéfice A : coût
R : Bénéfices Bénéfices mutuel Altruisme
R: Coût Égoïsme Malveillance/Dépit
Pourquoi les traits altruistes persistent?
• un tel allèle pourrait persister si par ailleurs il contribue au meilleur fitness d’individus apparentés
Qu’est-ce que la sélection de parentèle?
• Bill Hamilton a proposé le modèle de la sélection de
parentèle, où on prend en compte l’aptitude indirecte et inclusive des individus, pour expliquer l’augmentation en fréquence des allèles responsables des comportements altruistes.
Qu’est-ce que le fitness indirect?
Fitness additionnel acquis par la reproduction d’un ou de plusieurs individus autre que I et qui a été rendue possible par les actions de l’individu I
• C’est le bénéfice que gagne(nt) le(s) Receveur(s) en raison du comportement de l’Acteur
Qu’est-ce que le coefficient d’apparentement?
r = probabilité que deux allèles homologues présents dans DEUX individus soient identiques par ascendance (identical by descent), i.e. qu’ils aient été reçus du même ancêtre (vs F de consanguinité, au sein d’un même individu)
Calcul: À partir d’un pedigree, on fait la somme des probabilités d’identité de chacune des relations possibles entre l’acteur et le bénéficiaire.
Qu’est-ce que la barbe verte?
Un trait phénotypique apparent
• La capacité de reconnaître le trait (la barbe verte)
• Un comportement altruiste ceux qui ont le trait
indicateur (envers les barbes vertes)
=> Augmentera en fréquence, sans égard à la capacité
d’agir de façon altruiste seulement envers les proches
parents
Quelle est la définition de l’adaptation?
• Tout caractère ayant une fonction particulière, si ce trait a évolué ou est maintenu par sélection naturelle pour cette fonction et s’il augmente l’aptitude relative des entités qui possèdent ce trait par rapport à celles qui ne le possèdent pas (Futuyma ‘98)
Comment démontrer qu’un trait est une adaptation?
• Identifier un trait (phénotype)
• Établir la fonction du trait:
• Établir le lien direct entre le trait et le fitness:
• Trait variable (au sein d’une espèce ou d’une population):
• il faut montrer l’aptitude supérieure des individus qui
possèdent certaines valeurs de traits
• Trait fixe:
• On peut considérer l’origine et le contexte passé pour
inférer que l’apparition du trait a conféré une aptitude
supérieure (cela supportera l’hypothèse adaptative).
• Parfois on peut faire une expérience (pigeons)
Donner des exemples de non-adaptations?
Non-adaptation:
• Caractère résultant de la dérive génétique (en particulier lors d’effet fondateur)
• Caractère pléiotropique
• L’effet d’un gène est dit pléiotropique si il affecte plusieurs traits distincts, souvent sans relation apparente
• La sélection peut agir sur un trait, et entraîner l’évolution de
des traits pléiotropiques sans qu’ils soient eux-mêmes
bénéfiques pour le fitness
• Les renards de Belyaev
• Caractère n’étant qu’une conséquence secondaire
• l’hémoglobine est rouge, mais cette couleur n’a pas de fonction adaptative, c’est une conséquence secondaire de sa composition chimique
Qu’est-ce qu’une exaptation?
se dit d’un trait ayant, de façon fortuite, acquis une nouvelle fonction.
• se dit d’un trait dont l’évolution peut être attribuée à une fonction autre (ou a aucune fonction) que celle qu’il sert actuellement et qui a été ‘ré-utilisé’ ou ‘converti’ (co-opted en anglais) pour la fonction actuelle
Qu’est-ce que nous ne devons pas faire lors de la recherche d’adaptation?
• Une hypothèse plausible ne suffit pas
(on peut toujours ‘imaginer’ une belle histoire’)
• Il faut formuler des prédictions découlant de l’hypothèse adaptative et les confronter à de nombreuses observations pertinentes
• Il faut formuler des hypothèses alternatives ‘informées’; l’hypothèse adaptative n’est PAS une hypothèse nulle
• Attention à (par exemple)
• Série infinie d’hypothèses de remplacement
• Hypothèses acceptées sans test
• Mises en garde de Gould et Lewontin 1979
Comment l’apparentement peut être conçu comme un niveau de similarité génétique entre un acteur et un receveur dans le contexte de leur population?
- r est positif si les individus sont plus génétiquement similaires que le sont, en moyenne, deux individus de cette population
- r est négatif si les individus sont plus génétiquement différents que le sont, en moyenne, deux individus de cette population
Qu’est-ce que la prédiction de Lack?
la sélection devrait favoriser la production d’un nombre de rejetons qui maximise le nombre de rejetons qui survivent (maximisant ainsi le fitness des parents)
Est-ce que le compromis peut être plastique?
Oui, Le compromis ‘nombre vs taille’ des rejetons peut résulter en des fitness différents selon les conditions (biotiques, abiotiques). Ce compromis et les traits impliqués peuvent être plastiques.
Quels sont les intérêts des parents?
un parent gagne et perd en fitness avec chaque rejeton produit ou perdu. Il a intérêt à répartir son énergie équitablement entre ses N rejetons
Quels sont les intérêts des rejetons?
un rejeton n’est intéressé que par son propre fitness.
Il a intérêt à obtenir plus que sa part équitable de l’énergie parentale dévouée aux rejetons (i.e. >1/N)…mais il perd moins en fitness par la réduction du fitness de ses parents que le parent lui-même…
Quand est-ce que le niveau d’investissement est optimal pour les parents et pour les rejetons?
Le niveau d’investissement parental OPTIMAL (pour un
fitness MAXIMAL) pour le parent (P sur la figure) est plus bas que pour le rejeton (O).
• Le niveau d’investissement parental OPTIMAL pour le
rejeton MAXIMAL d’un rejeton dépend de son degré
d’apparentement avec les autres rejetons du parent (Ofull-sib vs. O half-sib sur la figure).
POurquoi les parasites et leur hotes sont-ils toujours en conflit?
Les parasites et leurs hôtes sont en ‘conflit’ plus ou moins permanent; ils ont des ‘intérêts’ différents en ce sens que leurs façons d’augmenter leur fitness (leur ‘défis’) sont opposées.
Quels sont les défis des parasites?
- Vaincre les défenses de l’hôte
- Exploiter l’hôte (lui causer du tort, i.e. être virulent)
- Changer d’hôte (transmission)
Quels sont les défis de l’hote?
- Reconnaître le parasite
- Se défendre contre le parasite (e.g. immunité)
- Éviter la contamination/contagion
Comment évolue la virulence d’un parasite?
Évolution par coïncidence (e.g. tétanos)
• Évolution ‘myope’ (e.g. VIH)
• Évolution par compromis
• L’évolution de la virulence est souvent le résultat
de compromis entre l’avantage conféré par la
virulence et la probabilité de transmission qui y
est associée. Ainsi, pour une espèce de parasite
donné, il faudra considérer
•mode de transmission
•capacité de déplacement de l’hôte
•nombre d’hôtes (spécificité)
•les conditions écologiques
Quels sont les modes de transmission des parasites?
Transmission verticale: d’un hôte à ses rejetons (via le lien parent-rejetons de l’hôte)
• e.g. dans les œufs, via le placenta chez les euthériens
• Transmission horizontale: d’un individu hôte à un autre individu hôte
• Transmission par largage dans l’environnement
• Transmission par contact entre les hôtes
• Transmission via un vecteur
