Module 5

Question 1

Quelles sont les 3 significations de l’adaptation?

Answer 1

1. Le processus évolutif augmentant la capacité d’un organisme à survivre et se reproduire (c.-à-d. son aptitude) dans un environnement particulier (sélection naturelle)
2. L’état atteint par une population via ce processus
3. Un phénotype héréditaire (c.-à-d un trait) qui augmente la capacité de survivre et /ou de se reproduire dans un environnement particulier

Question 2

C’est quoi un exemple d’adaptation?

Answer 2

Le crabe terrestre Metopaulias depressus
– Cycle de vie entier sur les broméliacées
– La femelle élève ses petits dans les bassins d’eau de pluie s’accumulant à la base des tiges
– La femelle modifie chimiquement son bassin d’eau au bénéfice de sa progéniture:
– elle enlève la matière organique en décomposition des bassins pour maintenir les niveaux d’oxygène de l’eau
– elle ajoute des coquilles d’escargots pour élever le pH et le calcium (aide à la croissance des larves et des coquilles)
– De l’évidence expérimentale démontre que ces traits augmentent l’aptitude – ce sont des adaptations

Question 3

C’est quoi l’exaptation?

Answer 3

Structures qui sont actuellement des adaptations et qui sont utiles à une nouvelle fonction, pour laquelle elles n’avaient pas été initialement sélectionnées.
– Ce sont des adaptations qui sont survenues après un changement de fonction
– Les exaptations n’impliquent pas que l’évolution poursuit un objectif, ni qu’elle anticipe les besoins ou utilisations futurs d’un trait
– La sélection naturelle ne peut qu’améliorer un trait dans le contexte de son utilisation actuelle

Question 4

C’est quoi un exemple d’exaptation?

Answer 4

Les plumes des oiseaux n’ont pas évolué pour le vol!
– Les oiseaux ont évolué des théropodes, des dinosaures carnivores et bipèdes
– Les plumes ont évolué longtemps avant le vol

– La fonction originale des nageoires était de stabiliser le corps du poisson dans son environnement ; il s’agit donc d’une adaptation
– Chez les animaux terrestres (tétrapodes), les membres (évolués à partir des nageoires) servent à supporter le corps en milieu aérien
– Les membres des tétrapodes ont donc une exaptation pour la locomotion terrestre

Question 5

C’est quoi l’acclimatation?

Answer 5

Réaction physiologique d’un individu au changement d’un facteur du milieu sur une période de plusieurs jours ou de plusieurs semaines. (Aide avec la performance dans l’environnement)
– Généralement rapide et réversible
– En contraste au processus d’adaptation où des phénotypes changent dans les populations d’une génération à l’autre par la sélection naturelle pour améliorer leur performance dans l’environnement

Question 6

Est-ce que l’acclimatation est une forme d’adaptation?

Answer 6

Non

Question 7

Quelles sont des exemples d’acclimatation?

Answer 7

– À ~2,100 m la pression partielle de l’O2 est insuffisante pour la saturation normale de l’hémoglobine dans le sang de l’humain, ce qui cause de l’essoufflement, le mal de l’altitude et d’autres effets
– L’acclimatation – sur plusieurs jours ou semaines, inclue une série de changements physiologiques qui améliorent la performance; comme une augmentation de la concentration d’hémoglobine, du taux de globules rouges, et une ventilation au repos plus élevée
– Ces changements sont réversibles à basse altitude

– Les populations humaines de haute altitude se sont également
adaptées à ces conditions
– Les populations humaines varient en ce qui a trait à comment elles se sont adaptées à leur environnement de haute altitude:
– Tibétains: Respirations plus profondes, cycle de respiration plus rapide, capacité pulmonaire plus grande, flow sanguin plus élevé, concentration d’hémoglobine plus faible
– Andéens: Plus grande surface alvéolaire dans les poumons, concentration d’hémoglobine plus élevée et plus grande capacité d’oxygène dans chaque globule rouge
– Mais il y a aussi une convergence remarquable à travers les populations humaines et certains animaux domestiques dans certains des gènes et des voies biologiques impliquées, même si les allèles diffèrent

Question 8

C’est quoi les just-so story?

Answer 8

une explication non-supportée et non-testée de la valeur adaptative d’un phénotype, provenant de la présomption que la plupart des traits sont des adaptations ayant évolué par sélection naturelle pour leur fonction actuelle (des théories adaptationnistes)

Les just-so stories ne sont pas rares en science et sont très communes en science populaire et parmi la population générale

Question 9

Comment démontrer qu’un trait est adaptatif?

Answer 9

Pour démontrer qu’un trait est adaptatif, il faut:
1. déterminer sa fonction (à quoi sert le trait)
2. démontrer que cette fonction augmente la survie et/ou le succès reproductif (c.-à-d. l’aptitude)

Question 10

C’est quoi un exemple où l’adaptation n’est pas démontrer?

Answer 10

Les piqueboeufs sur les gros animaux
On pensait que c’était mutuellement bénéfique pour les 2 espèces:
Piqueboeufs: on un espace sécuritaire pour manger les tics des gros animaux
Gros animaux: ont un nettoyage gratuit de leurs tics

Les données scientifiques disent que non puisque les oiseaux mangent jamais les tics sur le dos des animaux. Les oiseaux lichent plus le sang des plaies sur le dos des animaux et les animaux essaye le plus possible de chasser les oiseaux de sur leur dos

Question 11

C’est quoi l’hypothèse de l’adaptation?

Answer 11

– Une hypothèse concernant la valeur adaptative d’un trait dit que la sélection naturelle favorise le trait grâce aux bénéfices qu’il fournit via une fonction
– Plus spécifiquement, la sélection devrait être directionnelle; favoriser une exagération ou une stabilisation qui maintient les valeurs actuelles

Question 12

Quelles sont les méthodes utiliser pour détecter la sélection naturelle?

Answer 12

– La mesure directe (c.-à-d. des études observationnelles de l’association entre la variation du phénotype et la variation de l’aptitude) (ex: voir combien de tics sont manger par les oiseaux et faire le lien avec l’aptitude)
– Des études expérimentales qui manipulent la cause (l’agent) de sélection et/ou le phénotype cible. (Ex: avoir un groupe de bœuf avec les oiseaux et un groupe sans les oiseaux pour voir la différence)

Question 13

C’est quoi la méthode comparative?

Answer 13

Vise à corréler les différences entre populations ou espèces avec la variation d’un agent présumé de sélection (p. ex: différences d’environnements biotiques ou abiotiques)

Question 14

Quel est un exemple de méthode comparative?

Answer 14

– Patron: la taille des testicules (relativement à la taille corporelle) varie parmi les espèces de chauve-souris
– Hypothèse: Des testicules de plus grande taille (relativement à la taille corporelle) est une adaptation à la compétition spermatique
– La compétition spermatique est plus probable chez les espèces vivant en grands groupes
– Prédiction: une association positive parmi les espèces entre taille du groupe et taille relative des testicules

Question 15

C’est quoi les expériences de transplantation réciproque?

Answer 15

– On se souvient que l’adaptation locale survient lorsque les populations divergent par sélection naturelle, ce qui rend les individus adaptés à leur environnement local
– Ceci peut être testé par une expérience de transplantation réciproque, où l’aptitude des individus est quantifiée dans chacun des deux environnements

Si l’aptitude des populations change si on les change de site, c’est parce qu’il y a eu une adaptation local des populations

Question 16

C’est quoi un exemple d’expérience de transplantation réciproque?

Answer 16

La couleur claire chez la souris de plage est principalement due à deux mutations:
– le changement d’un seul amino acide du récepteur melanocortin-1 (Mc1r) qui cause la production de moins de pigmentation
– une mutation causant une interférence avec l’expression de Mc1r
– Placer des centaines de modèles d’argile de taille nature, la moitié de couleur foncée et l’autre moité de couleur claire, dans chaque habitat
– Attendre que les prédateurs attaquent (les modèles sont rapidement rejetés lorsque les prédateurs réalisent qu’ils sont faux)
– Récupérer tous les modèles et mesurer le taux d’attaque par couleur de modèle et type d’habitat

Question 17

C’est quoi l’évolution d’adaptation complexe?

Answer 17

La sélection naturelle peut produire des structures très complexes
– Les adaptations complexes consistent souvent de parties interdépendantes ne pouvant pas fonctionner seules, ce qui a souvent mené à la suggestion qu’elles doivent avoir été créées de façon divine (l’horloger de Paley)
– Nous comprenons désormais que ces adaptations ont été construites, petit à petit, sur de (parfois très) longues périodes de temps, avec diverses étapes intermédiaires au long de la route.

Question 18

C’est quoi un exemple d’adaptation complexe?

Answer 18

L’œil parmi différents organismes

Question 19

C’est quoi un exemple d’exaptation de l’adaptation complexe?

Answer 19

Les structures complexes peuvent provenir de structures ou de voies moléculaires ou développementales existantes
– P. ex: les Membracides sont un groupe d’insectes caractérisés un casque qui couvre le dos de l’insecte, et qui est en fait une troisième paire d’ailes modifiées:
– À la base du casque: articulations similaires à celles des ailes
– Casque composé de deux couches de cellules épithéliales interconnectées par des nervures, tout comme les ailes
– À l’émergence de l’adulte, le casque se déploie comme le font les ailes
– Chez la nymphe, l’expression de gènes responsables du développement des ailes est détectée dans le casque

Question 20

C’est quoi un démon darwinien?

Answer 20

Un organisme «idéal» qui maximiserait simultanément tous les aspects de l’aptitude; il commencerait à se reproduire dès sa naissance, produirait une très grande progéniture et continuerait à le faire indéfiniment sans aucun déclin de performance

Question 21

Pourquoi n’existe-t-il pas, en réalité, des démons darwiniens? / Pourquoi observe-t-on des imperfections en termes d’adaptation?

Answer 21

Puisqu’il y a:
- la variation existante
- les contraintes historiques
- les compromis
- les changements environnementaux
- autres processus évolutif

Question 22

C’est quoi les contraintes variation existante?

Answer 22

La sélection agit sur la variation existante:
– Certains phénotypes et adaptations pourraient être absents de la variation
– Cela suggère qu’il suffit d’attendre!

Pour que la sélection a lieu il doit y avoir une variation génétique. Si pas de variation = pas d’adaptation

Question 23

C’est quoi les contraintes historiques?

Answer 23

La sélection naturelle modifie des phénotypes qui sont le produit d’une évolution passée, et l’histoire évolutive des organismes peut avoir un impact sur l’évolution future

Question 24

C’est quoi un exemple de contraintes historique?

Answer 24

Exemple: le nerf laryngé des mammifères:
– les tétrapodes ont évolué des sarcoptérygiens, des poissons avec une série d’embranchements nerveux allant de leur cerveau, par-dessus certains vaisseaux sanguins vers leurs arcs branchiaux à l’intérieur des sacs branchiaux
– En s’adaptant à la vie en milieu terrestre, les tétrapodes ont perdu leurs branchies fonctionnelles et les sacs branchiaux ont évolué de nouvelles fonctions, mais sont demeurés innervés par les mêmes nerfs qui entourent ces vaisseaux sanguins
– Dans l’évolution de la morphologie des tétrapodes, on observe plusieurs cas monumentaux de design inefficace

Question 25

C’est quoi les compromis?

Answer 25

Les traits peuvent remplir de multiples fonctions et le design optimal pour une fonction peut différer de celui d’une autre fonction. Par exemple, nous sommes la seule espèce de primates à s’étouffer avec de la nourriture. C’est le résultat d’un compromis évolutif

Question 26

C’est quoi un exemple de compromis?

Answer 26

La cavité buccale de l’humain a changer comparer à celle du chimpanzé pour facilité la parole MAIS c’est plus facile d’aspirer de l’eau ou de la nourriture donc plus facile de s’étouffer

Question 27

C’est quoi les changements environnementaux?

Answer 27

– La sélection naturelle n’est pas clairvoyante; elle est le résultat d’une variation dans la survie et la reproduction dans l’environnement actuel d’un organisme et des traits qui étaient auparavant adaptatifs peuvent ne plus l’être dans un environnement différent
– L’environnement d’un organisme comprend les autres organismes avec lesquels il interagit (p. ex: prédateurs vs. proies, herbivores vs. plantes, parasites vs. hôtes, hôtes vs. pathogènes)
– La sélection naturelle agit aussi sur ces autres organismes, favorisant souvent des traits leur permettant de “gagner” les interactions, ce qui diminue l’adaptation de l’autre espèce

Question 28

C’est quoi les autres processus évolutifs?

Answer 28

– La dérive génétique (incluant les goulots d’étranglements et l’effet fondateur), le flux génétique, et les mutations récurrentes sont aussi des processus évolutifs
– Ces processus ne sont pas liés à la variation de l’aptitude et ne produisent pas d’adaptation
– P. ex: Un flux génétique récurrent vers une population à partir de populations voisines peut maintenir un certain degré d’inadaptation (rappelez-vous de l’exemple de la couleuvre d’eau du lac Érié - ont des rayures qui fait qu’ils ne peuvent pas se camoufler)
– Ou encore, un événement fondateur peut causer une perte de variation génétique, et entraver l’adaptation; un allèle inadaptif peut même être fixé par dérive génétique