Sélection sexuelle Flashcards
1
Q
Reproduction sexuée : coûts : avantages de la multiplication asexuée
A
- Processus de reproduction très rapide et efficace car:
- Pas de temps alloué à la recherche d’un partenaire
- Colonisation des milieux favorables très rapide
- Tous les individus produisent des descendants
- Un seul mâle produit suffisamment de spermatozoïdes pour fertiliser les œufs d’un grand nombre de femelles.
- Cependant, la majorité des mâles ne se reproduisent pas
- Mitose : une cellule → deux cellules identiques (aux mutations près)
- Taux de transmission des gènes : 100%
- Méiose : une cellule → deux cellules identiques à 50%
- Taux de transmission des gènes : 50%
- Malgré les coûts de la méiose, 95% des cellules eucaryotes sont sexuées…
2
Q
Reproduction sexuée : bénéfices : élimination des mutations délres
A
- Chez une espèce sexuée, le processus de recombinaison permet de restaurer des chromosomes ancestraux (enlever les mutations qui pourraient être délétèrent)
- L’impossibilité de cette restauration chez une espèce asexuée est appelée cliquet de Müller (cliquet car le retour est impossible)
- La méiose serait apparue en tant que processus réparateur et aurait précédé les phénomènes de sexualité.
3
Q
Reproduction sexuée : bénéfices : création de variation génétique sur laquelle la sélection naturelle peut agir
A
- Dans des environnements instables, ce serait profitable pour les parents de produire une descendance diversifiée (au moins certains seront adaptâtes aux conditions)
4
Q
Dimorphisme sexuel
A
- Traits sur lesquels la sélection sexuelle peut agir:
- Taille → Dimorphisme de taille (plus gros donc plus de chance de gagner donc est favoriser)
- Armes → Présence de caractères uniquement chez un des deux sexes
- Ornements → Coloration plus vive chez l’un des deux sexes
5
Q
Origine évolutive des différences
A
- Si ces caractères ont évolué par sélection naturelle, comment expliquer
le fait que seuls les individus d’un sexe en sont pourvus ? - Comment expliquer l’évolution et le maintien de caractères sexuels
secondaires extravagants qui sont défavorables à la survie des individus ? - Darwin (1874): les ornements extravagants ont évolué car les femelles
préfèrent systématiquement s’apparier aux mâles les plus attractifs. - Wallace (1891): la sélection sexuelle est un processus secondaire dont l’effet est de renforcer celui de la sélection naturelle (ce sont des fours antagonistes)
6
Q
Sélection sexuelle
A
- Sélection qui donne un avantage à certains individus par rapport à d’autres du même sexe pour obtenir des accouplements fructueux
7
Q
L’origine de la sélection sexuelle : l’anisogamie
A
- Asymétrie entre les deux sexes ( sexes ont diverses car les ressources sont limitées)
- Mâles : gamètes petits, mobiles, nombreux, faible investissement (plus grand potentiel reproducteur)
- Femelles : gamètes gros, immobiles, peu nombreux, fort investissement
8
Q
Conséquences de l’anisogamie
A
- Le succès reproducteur des mâles est limité par le nombre de femelles qu’ils peuvent inséminer.
- Le succès reproducteur des femelles est limité par la quantité de ressources
- Le succès reproducteur des mâles peut être plus élevé que celui des femelles → nombre moyen de partenaires plus variable
- Plus ils ont d’accouplements plus ils on de descendants
- Femelles = ressource rare pour laquelle les mâles entrent en compétition
- Atteint un plateau car les ressources sont limitées donc même si elle continue de s’accoupler, il n’y aura pas plus de descendants
- Doit faire un choix pour des meilleurs partenaires
- Direction et intensité de la sélection sexuelle varient selon:
- Importance de l’investissement parental des 2 partenaires → variations en fonction du régime de reproduction
- Sex-ratio opérationnel (mâles réceptifs / femelles réceptives)
9
Q
Théories de l’investissement parental
A
- Investissement reproductif (temps et énergie alloués à la reproduction)
- Soit investissement sexuel (énergie consacrée à la recherche et défense d’un partenaire) : mâles
- Soit investissement parental (coût de l’élevage des jeunes) : femelles
- Plus équilibré chez les espèces monogames
10
Q
Intensité de la sélection sexuelle
A
- Polygonie, un mâle (sélection sexuelle très forte)
- Polygonie, plusieurs mâles
- Monogamie
11
Q
Pourquoi y a-t-il autant de mâles?
A
- Principal facteur déterminant l’intensité de la sélection sexuelle: le sex-ratio (favorable pour les gènes mais pas pour la population)
- Sélection fréquence-dépendante négative:
- Si plus de mâles: avantage à produire des femelles
- Si plus de femelles: avantage à produire des mâles
- Toujours avantage à produire le sexe qui est plus rare pour tendre vers l’équilibre
12
Q
Sélection sexuelle et sex-ration : déviation de l’équilibre 1:1
A
- Théorie de Fisher: une allocation égale dans chaque sexe
- Sexe ration : 1:1 Même investissement pour produire un mâle et une femelle
- Sexe-ration : K:1Investissement K fois plus important pour une femelle que pour un mâle (sexe-ratio est biaisé vers un sexe car moins coûteux à produire)
13
Q
Sélection sexuelle et sex-ratio : condition parentale et facteurs écologiques
A
- La condition de la mère ou la quantité de ressources disponibles peut influencer le sex-ratio de la couvée
- La probabilité de produire un descendant mâle diminue au fur et à
mesure que les femelles se reproduisent tardivement dans la saison- Si fertilisée plus tôt la gestation est plus longue
- Si produit mâle qui est petit, c’est moins avantageux donc quand le temps de gestation est plus long favorise d’avoir un mâle
14
Q
Sélection sexuelle et sex-ratio : conflits d’intérêts reine-ouvrière
A
- Coefficient d’apparentement entre 2 ouvrières ayant le même père = 0,75
- Coefficient d’apparentement entre une ouvrière et son frère = 0,25
- Sex-ratio optimal : 1:3
- Coefficient d’apparentement entre 2 ouvrières ayant des pères différents = 0,25
- Sex-ratio optimal : 1:1
- Produit plus de femelles ouvrière car plus avantageux d’avoir des soeurs
- diapo 25-26
15
Q
Compétition intra-sexuelle : types de compétition
A
- Compétition intra-sexuelle : Compétition entre individus du même sexe pour avoir l’accès aux partenaires du sexe opposé (compétition pré-copulatoire)
- Compétition spermatique : Compétition entre les spermatozoïdes de différents mâles pour accéder à la fécondation (compétition post-copulatoire)
16
Q
Compétition intra-sexuelle : compétition pré-copulatoire
A
- Lorsque les femelles ne sont pas monopolisables (pas regroupées): sélection pour une super habilité à trouver des partenaires
- Le mâle du ver à soie possède des antennes démesurées capables de
détecter les phéromones femelles à de très faibles concentrations. - Les mâles d’espèces polygynes ont des hippocampes plus volumineux
pendant la période des chaleurs- Échantillonnent des territoire des femelles et doivent se rappeler quand elles sont prêtes à s’accoupler
- Les mâles sont plus endurants car ils doivent effectuer des parades et parcourir de grandes distances pour échantillonner des sites de reproduction potentiels.
- Plus de globules rouges car sélection sexuelle favorise une meilleure endurance
17
Q
Compétition intra-sexuelle : avantage aux petits mâles
A
- Chez différentes espèces d’araignées, il existe un fort dimorphisme sexuel de taille, certaines femelles pouvant être 100 fois plus lourdes que les mâles.
- Très faible densité de populations:
- Mâles plus rapides et plus mobiles que les femelles.
- La petite taille constitue un avantage pour localiser les femelles.
18
Q
Compétition intra-sexuelle : compétition pré-copulatoire : lorsque les femelles sont monopolisables
A
- Combats entre prétendants
- Gardenniage de la femelle (ou amplexus)
19
Q
Compétition intra-sexuelle : compétition pré-copulatoire : lorsque les femelles sont monopolisables : combats
A
- Combats entre prétendants
- Pour la femelle
- Pour l’accès au territoire riche en femelles
→ Course aux armements
→ Dimorphisme de taille
20
Q
Compétition intra-sexuelle : compétition pré-copulatoire : lorsque les femelles sont monopolisables : gardiennage
A
- Si la recherche est coûteuse, il peut être avantageux d’investir du temps et de l’énergie pour surveiller une femelle
- Gardiennage pré-copulatoire lorsque la femelle approche de la mue (gammarus pulex)
- Stratégie coûteuse car il ne peut pas s’alimenter et ils se font plus remarquer par les prédateurs
21
Q
Compétition intra-sexuelle : avantage aux grands mâles
A
- Moins d’un tiers des mâles parvient à s’accoupler.
- Certains mâles dominants peuvent fertiliser plus de 100 femelles
22
Q
Compétition spermatique : compétition copulatoire
A
- Compétition entre les spermatozoïdes de plusieurs mâles pour la fécondation des ovules d’une femelle
- Les spermatozoïdes de quel mâle ont plus de chances de fertiliser les
œufs de la femelle?- Les chances de fertilisation de chaque mâle sont proportionnelles à son investissement relatif (loterie)
- Le dernier mâle a le plus de chances
- Le premier mâle a le plus de chances de fertiliser les oeufs de la femelle
23
Q
Compétition spermatique : compétition copulatoire : stratégies pour limiter la compétition spermatique
A
- Prolongation de la copulation (reste avec la femelle pour éviter que d’autres mâles viennent s’accoupler
- Bouchons copulatoires ou dépôt de substances anti-aphrodisiaques
- Substances gélatineuses sécrétées par le mâle qui empêchent le transfert de sperme rival
- Surveillance de la femelle (pour éviter qu’elle s’accouple avec d’autres mâles)
- Si le mâle reste avec la femelle elle va moins avoir tendance d’aller dans le territoire d’autres mâles
- Copulations multiples avec la même femelle (pour diluer les autres spermatozoides)
- Retrait du sperme rival ou production de spermatozoïdes kamikazes (pour enlever la compétition, donc même s’il n’est pas le premier il devient le premier)
- L’organe sexuel du mâle se termine par une brosse: il peut ôter 90 à 100% des spermatozoïdes rivaux
24
Q
Compétition intersexuelle
A
- Elle résulte des préférences des partenaires du sexe opposé vis-à-vis de certains caractères ou attributs
- Gains directs (effets sur la fécondité ou survie)
- Gains indirects (génétiques)
25
Choix cryptique des femelles
- Suite à un ou plusieurs accouplements, les femelles ont un grand nombre d’opportunités de choisir les spermatozoïdes qui vont féconder leurs œufs
- Processus dits "cryptiques" car ils se déroulent à l’intérieur de la femelle, et ne peuvent pas être observés
- Le choix cryptique des femelles peut renforcer les préférences pré-copulatoires pour des caractères extravagants
- Plus le CMH est différent plus la progéniture pourra résister à plus de maladies
26
Choix du mâle par la femelle : sur quels critères?
- Gains matériels directs
- Soins parentaux, territoires de bonne qualité (si plus de soins parentaux, elles vont s'investir moins et produire plus de descendants)
- Offrandes nuptiales (proies capturées, sécrétions, parties du corps) (gain énergétique donc plus de descendants)
- Les mâles emballent leur cadeau dans de la soie (femelle va mettre plus de temps et l'accouplement peut être plus long)
- Bénéfices génétiques : choix sur la base d'un attribut phénotypique
- Les femelles préfèrent les mâles dont le phénotype est rare:
- Phénotypes rares moins prédatés si les prédateurs font une image de recherche sur le phénotype commun
- Moyen pour les femelles d’éviter de s’accoupler avec des apparentés
- Pour que la sélection sexuelle fonctionne, la préférence pour un trait doit devenir couplée génétiquement avec l’allèle qui code pour le trait.
27
Théories sur l'origine et l'évolution des caractères sexuels secondaires
- Comment l'ornement peut-il être un indicateur honnête de la qualité
génétique ?
- Comment expliquer l’évolution et le maintien des caractères neutres ou coûteux?
- Si un caractère réduit la survie d’ un mâle pourquoi une femelle devrait se reproduire avec lui et léguer ce caractère "néfaste" à ses fils ?
- Préférences esthétiques:
1. hypothèse du biais sensoriel
- Préférences fonctionnelles (reflète la qualité du mâle) :
2. Principe du handicap
3. Indicateur de santé ou qualité génétique
28
Sélection intersexuelle : préférences esthétiques
- Préférence des femelles pour les mâles ayant le plus de tâches oranges
- Coloration similaire à celle des fruits que les guppies consomment voracement
- Biais sensoriel?
- Mâles de meilleure qualité?
29
Sélection intersexuelle : principe du handicap
- Les traits sont coûteux (à produire ou porter) donc seuls les bons mâles peuvent se permettre de payer un tel coût
→ Signaux honnêtes de qualité (coût énergétique, manoeuvrabilité réduite, risque de prédation accru)
- Ex : Les femelles préfèrent les mâles arborant une plus grande prince chez le crabe
- Les mâles sont plus endurants lorsqu’ils ont perdu leur pince; il s’agit donc d’un attribut coûteux
- Ex : Les femelles préfèrent les mâles dont les rectrices sont plus longues
- Les signaux sont coûteux → La taille des proies capturées diminue quand la longueur des rectrices augmente (moins efficace à capturer des proies)
- L’effet de la manipulation dépend de la qualité initiale de l’animal → le coût est plus élevé pour les individus de mauvaise qualité
- Les individus qui possèdent les rectrices les plus longues sont en meilleure condition
30
Sélection intersexuelle : indicateur de santé
- Le trait reflète la résistance aux parasites.
- Cette hypothèse implique que :
- Les femelles préfèrent les mâles non parasités
- Les parasites réduisent l’expression du trait utilisé comme critère de choix
- La résistance aux parasites constitue un trait héritable
- Les traits sont plus développés chez les espèces avec beaucoup de parasites (s'il y a peu de parasites, ne vont pas nécessairement démontré qu'ils n'ont pas de parasites)
31
Sélection intersexuelle : indicateur de santé : indicateur de la résistance aux parasites : les femelles préfèrent les mâles non parasités
- Femelle s'accouple plus longtemps
- Cette préférence permet de
- Réduire le risque d’infection
- Acquérir un partenaire vigoureux
- Transmettre de bons gènes aux descendants.
32
Sélection intersexuelle : indicateur de santé : indicateur de la résistance aux parasites : les parasites réduisent l'expression du trait utilisé
- Compromis entre défenses immunitaires et caractères sexuels secondaires
- Seulement les bons mâles vont avoir beaucup^de T sans avoir d'effet sur leur système immunitaire
- Présence de crêtes chez les mâles dont l’expression dépend de la concentration de testostérone
- Plus de T, moins fort système immunitaire et plus de parasites
- Plus de T, plus grande crête
33
Sélection intersexuelle : indicateur de santé : indicateur de la résistance aux parasites : les parasites réduisent l'expression du trait utilisé : caroténoïdes
- Les caroténoïdes, qui ne sont synthétisés que par les plantes (obtenues dans l'alimentation), sont responsables de la couleur variant du jaune-orangé au rouge de nombreux caractères sexuels secondaires
- Les caroténoïdes améliorent la performance du système immunitaire
- Ils ne serviraient au développement des caractères sexuels secondaires que chez les bons mâles pouvant détourner ces molécules vers des caractères sexuels secondaires
- Pour les caractères sexuels : Favorisent la croissance ou la coloration vive des caractères
- Pour le système immunitaire : Stimulent la production d’anticorps et absorbent certains des radicaux libres nocifs qui sont produits au cours de la réponse immunitaire
- Élévation du taux de caroténoïdes ➔ défenses immunitaires améliorées, bec plus rouge
- Système immunitaire mis à l’épreuve ➔ diminution de la couleur du bec très rapide (3 semaines)
34
Sélection intersexuelle : indicateur de santé : indicateur de la résistance aux parasites
- Qualité du père est héritable et confère une résistance aux parasite estimée d'après la longueur des rectrices
- Les traits reflétant l'état de santé des mâles sont plus développés au sein des familles avec beaucoup de parasites
35
Sélection intersexuelle : indicateur de la résistance aux parasites
- L’existence d’un choix de la part des femelles requière le maintien de variabilité au niveau de la résistance des mâles.
- Or, si toutes les femelles expriment la même préférence et que le trait
est héritable, la variabilité devrait être érodée, rendant la préférence caduque.
36
Sélection intersexuelle : hypothèse de la reine rouge
- Le maintien de variabilité implique un processus de coévolution entre les hôtes et les parasites
37
Sélection intersexuelle : degré de symétrie
- Le degré de symétrie des caractères pairs constitue également un indicateur de qualité (résistance au stress durant le développement)
- Si subit stress, meilleure qualité si capable de continuer à allouer la même quantité d'énergie des deux côtes
- Préférence pour les congénères dont la face est symétrique chez le Macaque Rhésus
- La danse est un moyen d’estimer le degré d’asymétrie chez l’homme
38
Une expérience chez la demoiselle a consisté à laisser des femelles
s’accoupler séquentiellement avec deux mâles. Pour la moitié d’entre
elles, les 2 mâles étaient fertiles (2nd mâle fertile), tandis que pour
l’autre moitié, les spermatozoïdes du 2nd mâle étaient rendus inactifs
(2nd mâle stérile). Laquelle des 3 stratégies proposées pourrait évoluer
chez cette espèce?
- Gardiennage post-copulatoire de la femelle
