Chapitre 13 - coévolution

Question 1

Quelle est la définition de la coévolution?

Answer 1

Changement évolutif réciproque résultant de l’interaction entre les espèces, via la sélection naturelle.
- Donc, c’est un changement évolutif d’un trait chez une espèce en réponse à un trait chez une deuxième espèce, suivie d’une adaptation évolutive de cette deuxième espèce.
- Chaque espèces exerce une sélection sur les autres, influençant ainsi leur évolution.

Question 2

Qu’est-ce que le mutualisme? exemples? Adaptations?

Answer 2

Le mutualisme est lorsque des espèces co-évoluent ensemble. Leur interaction a des avantages pour les 2 espèces. (positif/positif)
ex. Les fourmis profitent de la plante, mais donnent à la plante une certaine protection contre les prédateurs.
ex. Pollinisation, dispersion des graines, échanges de nutriments, agriculture, microbiome, nettoyeurs, etc.
Adaptations : couleurs vives pour attirer les pollinisateurs et longs becs pour aller boire le nectar.

Question 3

Quelle est la définition de changements évolutifs réciproques?

Answer 3

Sont des changements entre des espèces qui interagissent, causés par la sélection naturelle.

Question 4

Qu’est-ce que le commensalisme? exemples? adaptations?

Answer 4

Une espèce tire profit de l’existence ou de l’interaction avec une autre espèce et l’autre espèce ne voit pas d’effets négatifs de l’existence de cette espèce. (positif/neutre)
- Ex. Charognards - nettoyeurs
- Adaptations : structure pour rester attaché à un animal

Question 5

Quelles sont les 3 types de relations entre espèces?

Answer 5

1. Mutualisme (positif/positif)
2. Commensalisme (positif/neutre)
3. Négatif/positif

Question 6

Qu’est-ce que le type de relation négatif/positif entre espèces? exemples? Adaptations?

Answer 6

L’interaction entre deux espèces est positive pour une espèce et négative pour l’autre (fitness d’une espèce augmente vs l’autre diminue) - INTERACTIONS ANTAGONISTES
ex. Prédateurs et proies, plantes et herbivores, pollinisateurs tricheurs, parasites et hôtes.
Adaptations : Toxines produites par les proies/plantes, et résistance chez les prédateurs/herbivores. OU Parasites qui manipulent le comportement de l’hôte.

Question 7

Qu’est-ce qui est essentiel pour qu’il y ait de la coévolution?

Answer 7

De la variation génétique.
- Tout comme la sélection naturelle requiert qu’il y ait une base génétique au trait qui est favorisé, la coévolution requiert de la variation génétique.

Question 8

Expliquer pourquoi la coévolution requière de la variation génétique avec l’exemple des guêpes et des pucerons.

Answer 8

Quand les guêpes attaquent les pucerons génétiquement identiques, les individus (guêpes) ont différents niveaux de succès en partie déterminé par leur père, due à la variation génétique chez les guêpes. La capacité à parasiter les pucerons a une base génétique.

Question 9

Vrai ou faux : la variation génétique peut alimenter une évolution rapide. ex. des fruits natif de l’Australie vs halicacabum.

Answer 9

Vrai.
En 200 ans, la longueur du bec a été capable d’évoluer pour atteindre une moyenne de 7.5 mm.
Mais dans d’autres régions, en 50 ans, il n’y a pas encore eu de réponses évolutives car ça prend plus de temps pour avoir une réponse évolutive, malgré le fait que ce soit assez rapide.

Question 10

Expliquer l’exemple de la coévolution des serinethinae sur les fruits natifs en Australie vs sur les fruits introduits (halicacabum)

Answer 10

Les espèces insèrent leur bec dans les fruits pour manger les graines.
- En 1955, il y a eu un augmentation de la longueur des becs, ce qui correspond à l’introduction de halicacabum dans cette région de l’Australie.
- Les individus sur le fruit natif (plus petit) avaient une moyenne de bec plus faible que les individus qui avaient été collectés sur la halicacabum (plus gros).
- L’espèce qui réussi à se nourrir des gros fruits crée une pression de sélection sur le fruit. Les fruits plus gros seront favorisés par la sélection ce qui crée une pression de sélection sur l’espèce et ainsi de suite. - coévolution si les traits sont variables génétiquement.
- Ceci pourrait peut-être causer une spéciation.

Question 11

Qu’est-ce que la sélection réciproque?

Answer 11

Sélection ayant lieu chez 2 espèces, due à leurs interactions l’une avec l’autre.

Question 12

Quelle est la condition préalable pour la coévolution?

Answer 12

La sélection réciproque.
- La coévolution n’a pas lieu s’il n’y a pas de sélection réciproque et si les traits n’ont pas de base génétique.

Question 13

Vrai ou faux : la force de sélection réciproque varie géographiquement.

Answer 13

Vrai

Question 14

Pourquoi y a-t-il une variation dans l’expression des traits qui coévoluent? ex des mouches (encapsulation) et des guêpes.

Answer 14

Les guêpes pondent leurs oeufs dans la mouche. Les mouches sont capable d’encapsuler les oeufs des guêpes et les guêpes ont évolué des mécanismes pour que leurs oeufs puissent résister à cette encapsulation.
- Là ou les mouches sont très bonnes à encapsuler, les oeufs des guêpes sont très résistants à l’encapsulation.
- Ceci mène à une course aux armements. Lorsque la sélection réciproque est très proche et qu’elle a une base génétique, elle mène à une coévolution très forte.
- Là ou la coévolution est très faible, les espèces évoluent indépendemment.

Question 15

Que se passe-t-il si la sélection réciproque est très proche et qu’elle a une base génétique.

Answer 15

Coévolution très forte.

Question 16

Que se passe-t-il si plusieurs espèces peuvent encapsuler les oeufs de la guêpe dans un milieu?

Answer 16

La coévolution est moins forte entre les deux espèces. La guêpe ne tire pas un aussi gros avantage à développer une résistance à l’encapsulation d’une espèce si plusieurs autres espèces peuvent aussi encapsuler ses oeufs. Ceci mènerait plutôt à une alternance co-évolutive.

Question 17

Quand est-ce que la variation peut être maintenue entre deux traits? ex. encapsulation et guêpes.

Answer 17

Lorsque les traits ont d’autres coûts. ex. compromis entre la capacité d’encapsulation et la compétitivité au stade larvaire.

Question 18

Que s’est-il produit lorsque nous avons sélectionné et croisé des mouches à proportion d’encapsulation élevée vs lignées contrôles et que nous les avons mit dans un environnement avec peu de nourriture vs beaucoup de nourriture. Qu’est-ce que cette expérience nous démontre?

Answer 18

• Lorsqu’il y avait beaucoup de nourriture, les lignées sélectionnées et contrôles étaient autant compétitives les unes que les autres.
• Lorsqu’il y avait peu de nourriture, les lignées contrôles étaient plus compétitives que les lignées sélectionnées.
  Donc, les drosophiles qui peuvent bien encapsuler les oeufs utilisent beaucoup d’énergie pour le faire (pour avoir le trait) et donc elles sont moins compétitives quand il y a peu de nourriture.
  -Ceci démontre qu’il existe une compromis entre la capacité d’encapsulation et la compétitivité au stade larvaire.

Question 19

Que se passerait-il si on éliminait les guêpes dans l’environnement des drosophiles?

Answer 19

Étant donné que l’encapsulation est un compromis, la sélection aurait tendance à éliminer la capacité d’encapsuler les oeufs de guêpes puisque sans guêpe, les espèces qui encapsulent bien seraient défavorisées.
Tandis que quand les guêpes sont présentes, les mouches qui peuvent bien encapsuler les oeufs de guêpes sont favorisées par la sélection et ont une meilleure valeur adaptative.

Question 20

Qu’est-ce que la théorie de la mosaïque géographique de coévolution?

Answer 20

Propose que la structure géographique des populations est centrale à la dynamique de la coévolution.
- La direction et l’intensité de la coévolution varie d’une population à l’autre, et les gènes ayant coévolués vont se mélanger via flux génique.
- À travers une aire géographique, il y a des endroits ou il y a des points chauds (densité des 2 espèces est élevée et sélection réciproque est forte) et il y a des points faibles ou il y a présence de d’autres espèces, donc la sélection réciproque est faible)

Question 21

Expliquer, selon la théorie de la mosaïque géographique de la coévolution se qui se produit lorsque un individu du point chaud quitte pour se diriger vers un point froid et vice versa.

Answer 21

Si les individus partent d’un point froid et migrent vers un point chaud, ils vont diminuer la force de coévolution qui a lieu à cet endroit (plus d’espèces présentes, donc sélection réciproque plus faible entre les espèces) - refroidissement
Si les individus partent d’un point chaud et migrent vers un point froid, cela va augmenter la possibilité d’avoir de la sélection réciproque entre les individus qui ont migré et les individus déjà présents dans les points froids (réchauffement)

Question 22

Qu’est-ce qu’un point chaud vs un point froid dans la théorie de la mosaïque géographique de la coévolution?

Answer 22

Point chaud : la sélection est forte dans les 2 espèces d’une communauté locale.
Point froid : il n’y a pas de sélection ou la sélection se produit sur une seule espèce.

Question 23

Qu’est-ce que l’alternance co-évolutive? exemple avec guêpes et encapsulation.

Answer 23

Quand une espèce a des interactions antagonistes avec plusieurs autres espèces.
- En présence de 3 espèces pouvant encapsuler les oeufs de la guêpe, la guêpe va exploiter l’espèce 1 qui a une moyenne plus faible de défense que les deux autres, ce qui va créer une pression de sélection ou force directionnelle positive sur l’espèce 1 qui va s’adapter pour mieux résister à la guêpe. À ce moment-là, la guêpe pourra exploiter l’espèce 2 qui aura la défense la plus faible et ensuite l’espèce 3, etc.

Question 24

Expliquer l’alternance co-évolutive chez les Cuculidés.

Answer 24

Lorsqu’une espèce est capable de différencier ces oeufs des oeufs parasites et d’expulser les oeufs parasites, elle crée une pression de sélection sur les espèces parasites afin qu’elles puissent encore mieux imiter les oeufs de l’hôte et favoriser leur succès reproducteur.
Lorsque plusieurs espèces sont des espèces hôtes, les espèces parasites vont exploiter les espèces qui ont une défense ou une capacité de distinction des oeufs plus faible que les autres, ce qui va mener à l’évolution d’une meilleure capacité de distinction chez l’hôte et donc fera en sorte que l’espèce parasite ira exploiter l’hôte avec une capacité de défense plus faible à ce moment-là et changera d’hôte.

Question 25

Qu’est-ce que le parasitisme de couvée chez les Cuculidés?

Answer 25

Lorsqu’une espèce d’oiseau pond ses oeufs dans le nid d’une autre espèce. Il existe le parasitisme obligatoire et facultatif. Ces espèces exploitent la tendance des parents hôtes à nourrir les plus grands jeunes d’une couvée (parfois espèce parasite est plus grosse que espèce hôte)
- Ont un effet significatif sur le succès reproducteur des hôtes. (sur leur fitness) ce qui mène à une sélection forte sur les espèces qui s’occupent du nid.
- Les bébés coucous ont évolué pour éclore avant les autres espèces parasites afin d’éjecter les oeufs parasites du nid.

Question 26

Pourquoi les espèces tolèrent elles le parasitisme de couvée? (3)

Answer 26

1. L’hôte est trop petit pour enlever l’oeuf parasite et accepte l’oeuf.
2. L’hôte est trop petit pour enlever l’oeuf parasite et abandonne le nid, mais cette option est coûteuse surtout si le potentiel de seconde couvée est bas, car l’espèce a déjà investie dans la ponte de ces oeufs et ne serait pas avantagée de les abandonner au risque de diminuer son succès reproducteur dans le future (fitness)
3. Certains oiseaux reconnaissent les oeufs parasitaires et les retirent du nid, mais il y a un risque que l’hôte rejette un ou plusieurs de ses propres oeufs par erreur ce qui diminue son succès reproducteur.
   - C’est une course aux armements entre l’hôte et le parasite!

Question 27

Expliquer comment le parasitisme de couvée mène à une course aux armements entre l’hôte et le parasite? ex. chez les coucous (4)

Answer 27

• La sélection opère à la fois sur les hôtes et les parasites.
• Les espèces de coucous se spécialisent sur une espèce hôte et pondent des oeufs : qui imitent les oeufs de cette espèce, au bon moment durant la nidification.
• Certains hôtes semblent avoir gagné la course aux armements (ex. merles d’Europe sont rarement parasités par les coucous, ces oiseaux rejettent les oeufs parasites à une fréquence élevée.)
• Les coucous sont passés à d’autres espèces hôtes (alternance co-évolutive)

Question 28

Que se passe-t-il lorsque les espèces hôtes deviennent hautement efficaces à se débarasser des oeufs parasites?

Answer 28

Alternance co-évolutive : Les espèces parasites passent à d’autres espèces hôtes.
- Ex. les coucous exploitent les espèces hôtes qui sont moins adaptés à rejeter leurs oeufs, une fois que l’espèce apprend à rejetter les oeufs parasites (adaptation via sélection naturelle), l’espèce parasite va aller exploiter une autre espèce hôte moins adaptée.

Question 29

Quelle est la définition de course aux armements?

Answer 29

• Quand les espèces interagissent de façon antagoniste, résultant en une sélection directionnelle réciproque.
• Quand une espèce s’adapte à une arme d’une autre espèce, cela créé de la sélection favorisant un meilleur armement chez l’autre espèce.

Question 30

Expliquer la course aux armements entre les tritons et les serpents.

Answer 30

Endroits chauds : tritons sont très toxiques et les serpents sont très résistants.
Endroits froids : tritons sont peu toxiques et serpents peu résistants.
- Les espèces ont des aptitudes grossièrement appariées, il n’y a pas de décalage entre la résistance des serpents et la toxicité des tritons

Question 31

Expliquer pourquoi la course aux armements est plus ou moins égale entre les serpents et les tritons.

Answer 31

C’est impossible que les tritons évoluent pour tuer tous les serpents, mais c’est possible pour les serpents d’évoluer une résistance à toutes les toxines des tritons. La résistance chez les serpent est atteinte suite à une mutation d’un seul acide aminé vs chez les tritons pour évoluer vers une plus grande toxicité, c’est plus complexe.

Question 32

Expliquer pourquoi il y a eu un ralentissement de la course aux armements entre le virus Myxoma et les lapins en Australie.

Answer 32

Le virus a été introduit pour contrôler la population de lapins en Australie, mais sa virulence a diminué avec le temps.
- Les lignées moins virulentes étaient capables de se répandre plus facilement (car elles ne tuaient pas l’hôte) que les lignées plus virulentes.
- La sélection intrahôte va vouloir augmenter la virulence du virus, mais la sélection interhôte va vouloir diminuer la virulence afin que le virus puisse se faire transmettre à d’autres espèces sans tuer l’hôte.

Question 33

Expliquer comment la mosaïque géographique s’applique aussi au mutualisme. ex. des mouches à longue langue et des fleurs.

Answer 33

• Il y a présence de sélection directionnelle positive pour la longueur du proboscis (langue) et la longueur du tube floral et il y a une relation entre la longueur de la langue et la profondeur des fleurs, quand la population ne contient qu’une espèce de fleurs.
• Par contre, quand les populations ont d’autres sources de pollen, les mouches ont des courts proboscis et les fleurs des courts tubes parce que les espèces n’ont pas avantage à s’adapter avec de plus longues langues pour aller chercher le nectar dans les fleurs s’il y a d’autres sources de nectar et vice versa. Les fleurs n’ont pas avantage à avoir des tubes plus long pour s’adapter aux langues longues des mouches car il y a d’autres espèces polinisatrices.

Question 34

Qu’est-ce que le mimétisme Müllerien?

Answer 34

Deux espèces toxiques non apparentées ont des motifs et des couleurs d’avertissement similaires.

Question 35

Vrai ou faux : Le mimétisme Müllerien facilite l’évitement via l’apprentissage.

Answer 35

Vrai. Parce les deux espèces qui présentent ce trait sont toxiques donc les prédateurs apprennent vite à éviter ces traits.

Question 36

Vrai ou faux: les phylogénies des deux espèces de papillons Heliconius sont parallèles à cause de leur coévolution.

Answer 36

Vrai. Elles ont coévoluées puisqu’elles font du mimétisme Müllerien. Ce sont deux espèces toxique qui se ressemblent pour favoriser l’apprentissage des prédateurs. Ceci augmente leur aptitude phénotypique et ont donc avantage à le faire, c’est du mutualisme.
- Les espèces ont donc coévoluées pour se ressembler (variabilité génétique dans le trait ET sélection réciproque)

Question 37

Qu’est-ce que le mimétisme Batésien?

Answer 37

Une espèce inoffensive adopte l’apparence physique (motifs, couleurs, etc.) d’une espèce nocive et évite ainsi les prédateurs qui ont appris à éviter les vraies espèces nocives (aposématisme : usage de signaux d’avertissement visibles par les organismes pour annoncer leur toxicité)

Question 38

Vrai ou faux : les espèces qui font du mimétisme Müllerien ne veulent pas se ressembler.

Answer 38

Faux : elle veulent se ressembler pour pouvoir bénéficier d’une meilleure protection contre les prédateurs qui vont apprendre plus vite qu’elles sont toxiques.

Question 39

Vrai ou faux: Les espèces qui font du mimétisme Batésien veulent se ressembler.

Answer 39

Faux! L’espèce toxique veut “s’éloigner” de l’espèce non-toxique et l’espèce mimique veut “s’approcher” de l’espèce toxique parce que les mimiques bénéficient de la protection, mais ne paient pas le coût de produire les toxines, ils sont des “tricheurs” (comme les orchidées sans nectar).

Question 40

Pourquoi le système de mimétisme Batésien est-il instable?

Answer 40

Car il est susceptible d’être exploité par des tricheurs qui imitent les espèces toxiques sans payer le coût de la production de toxines. Certains mécanismes évolutifs vont punir les tricheurs.

Question 41

Donner un exemple de mutualisme obligatoire.

Answer 41

Les figues et les guêpes de figues.
- Les guêpes femelles pondent leurs oeufs dans certains fleurs et en pollinisent d’autres, les mâles émergent de la boule en premier et cherchent les femelles qui sont encore dans leurs boules pour les fertiliser. Lorsque les guêpes femelles émergent de leurs boules, les fleurs mâles ont commencé à produire du pollen. Les guêpes mâles creusent un tunnel de sortie pour les femelles et meurent (ils n’ont pas d’ailes de toute façon) et la femelle collecte le pollen à l’intérieur avant de sortir de la figue pour se diriger vers un autre fruit.

Question 42

Comment est-ce qu’une stabilité évolutive peut se maintenir malgré la possibilité de tricher? exemple figuiers et guêpes

Answer 42

Il y a certaines guêpes tricheuses qui utilisent le figuier seulement pour la reproduction mais qui ne le pollinisent pas.
- Les figuiers “punissent” alors les guêpes tricheuses.
- Ils réduisent les nutriments dans la figue et tuent les fleurs ce qui fait en sorte que toute la portée de guêpe tricheuse meure (les guêpes ont besoin des fleurs se reproduire, pondre leurs oeufs, le succès reproducteur de la guêpe diminue alors beaucoup.

Question 43

Expliquer le comportement mafioso chez les vachers.

Answer 43

• Les nids de paruline dont l’oeuf de vacher a été éjecté ont subi un taux de prédation beaucoup plus élevé (
  56%) que les nids qui ont accepté les oeufs de vacher (6%).

Question 44

Expliquer l’hypothèse de la mafia pour chez les coucous.

Answer 44

Hypothèse de la mafia : Une autre raison pour laquelle les hôtes tolèrent les oeufs de parasites est que le parasite peut surveiller le nid et nuire au nid de l’hôte s’il enlève l’oeuf du coucou.

Question 45

Vrai ou faux: la coévolution augmente la rapidité de la diversification de certains groupes d’organismes.

Answer 45

Vrai

Question 46

Vrai ou faux: les plantes non-symbiotes sont plus diversifiées que les plantes symbiotes.

Answer 46

Faux. Les plantes symbiotes sont plus diversifiées que les plantes non symbiotes puisque la coévolution augmente la rapidité de la diversification de certains groupes d’organismes.

Question 47

Expliquer l’exemple des cônes chez les pins tordus, avec les écureuils et les becs croisés.

Answer 47

• Les becs-croisés peuvent ouvrir les écailles des cônes pour aller chercher les grains et ont plus de facilité avec les cônes plus petits.
• Les pins tordus ont donc évolué pour produire des cônes qui sont résistants aux becs croisés, donc plus gros.
• Par contre, aux endroits ou il y a des écureuils, la coévolution entre les becs croisés et les pins tordus est plus faible puisque les écureuils peuvent manger les cônes peu importe la taille du cône. Les pins tordus ont donc évolué des cônes qui produisent plus de graines pour assurer un succès reproducteur.
• Aux endroits ou il n’y a pas d’écureuils, la sélection réciproque ou coévolution entre becs croisés et pins tordus et forte puisque les pins ont avantage a avoir des cônes plus résistants (gros) et les becs croisés ont avantage à avoir des becs plus profonds. (augmente leur fitness respective)

Question 48

Expliquer comment la coévolution diversifiante peut accélérer la divergence entre populations avec l’exemple de becs croisés et des cônes de pins.

Answer 48

• Sélection directionnelle sur la profondeur du bec car un bec plus profond donne une meilleure probabilité de survie et une meilleure efficacité d’alimentation.
• Sélection directionnelle sur l’épaisseur et la taille des écailles car les pins produisant des cônes avec des grosses écailles ont une valeur adaptative élevée (résistent aux becs croisés)

Question 49

Expliquer comment les pins tordus et les becs-croisés évoluent différemment selon la présence d’écureuils dans l’environnement ou non.

Answer 49

• En présence d’écureuils : Les écailles ne peuvent pas protéger les graines contre les écureuils et donc les cônes produisent plus de graines. C’est un compromis entre éviter la prédation par les becs croisés vs les écureuils. En produisant plus de graines, ils augmentent leur valeur adaptative, même si les becs croisés et écureuils peuvent manger certaines graines. Aux endroits ou il y a plus d’écureuils, les becs-croisés ont des becs moins profonds puisque les cônes sont plus petits et ont plus de graines.
• Quand il n’y a pas d’écureuils, les pins produisent des cônes plus gros pour éviter que les becs croisés mangent toutes les graines et les becs croisés s’adaptent en augmentant la profondeur de leurs becs ce qui leur donne une meilleure valeur adaptative.

Question 50

Le mutualisme est vulnérable à la triche. Vrai ou faux. Quel est un exemple de mécanisme pour punir les tricheurs.

Answer 50

Vrai. Les mutualistes de longue date ont souvent des mécanismes pour punir les tricheurs.
- Les figuiers fournissent moins de nutriments à la figue et tuent les fleurs ce qui tue l’espèce de guêpe tricheuse.

Question 51

Vrai ou faux : la coévolution génère/stimule la diversité. Exemple des coléoptères.

Answer 51

Vrai. C’est mécanisme de diversification. Les coléoptères herbivores (qui ont coévolués avec les plantes) se sont beaucoup plus diversifiés que les coléoptères carnivores ou saprophages.

Question 52

Expliquer le concept de déception chez les orchidées.

Answer 52

Les fleurs attirent les insectes mâles se cherchant un partenaire (imitent la forme et la couleur d’une insecte femelle, relâchent des produits chimiques semblables aux phéromones relâchées par les femelles)
- Chaque espèce mimique une espèce d’insecte en particulier ce qui mène à la coévolution diversifiante.
- De cette manière, les plantes bénéficient de cette interaction avec car elles se font polliniser.

Question 53

Comment les prédateurs introduits peuvent ils perturber des association mutualistes?

Answer 53

L’introduction d’un prédateur sur une île va perturber le type d’interaction mutualiste car si les prédateurs chassent les espèces d’oiseaux qui sont en interaction réciproque (coévolution) avec une autre espèce, cela va affecter l’évolution de la seconde espèce.
ex. Lorsque les oiseaux disparaissent de l’île, le pourcentage de fleur qui produit un fruit diminue aussi. C’est un exemple qui nous montre à quel point l’extinction d’une espèce peut engendrer une réaction en chaîne
- Lorsqu’une espèce disparaît d’un écosystème, cela peut mener à l’extinction d’une autre espèce ou à un changement évolutif chez l’autre espèce lorsqu’il y a coévolution entre ces espèces.