Fiche de révision : Éléments d’écologie évolutive

📋 Plan du Cours

1. Fondements de l’écologie évolutive
2. Cannibalisme sexuel et sélection
3. Phénotype génotype et fitness
4. Plasticité phénotypique
5. Exemples de plasticité adaptative
6. Histoire et traits de vie
7. Compromis d’allocation des ressources
8. Stratégies d’histoire de vie
9. Sélection sexuelle
10. Mécanismes du choix sexuel

📖 1. Fondements de l’écologie évolutive

🔑 Notions clés & Définitions

• Écologie : Étude des interactions entre les espèces et leur environnement, comprenant des facteurs biotiques et abiotiques.
• Évolution : Variation des fréquences alléliques dans une population au cours du temps.
• Écologie évolutive : L’écologie évolutive cherche pourquoi certains traits phénotypiques ont évolué en relation avec le contexte environnemental, les conditions écologiques et les contraintes.

📝 Points essentiels

• Les quatre forces évolutives sont:
  • les mutations
  • la sélection naturelle
  • la dérive génétique
  • le flux de gènes

💡 Astuce mémo

Écologie = interactions avec l’environnement ; évolution = fréquences alléliques au cours du temps

📖 2. Cannibalisme sexuel et sélection

🔑 Notions clés & Définitions

• Compétition spermatique : Compétition résultant du stockage du sperme de plusieurs mâles dans les spermathèques d’une femelle, qui peut ensuite utiliser les spermatozoïdes selon son choix.

★ À maîtriser

• Chez la veuve noire, le mâle transfère son sperme avec un pédipalpe pendant que la femelle le mange, puis il peut revenir la stimuler pour être consommé davantage.

• La femelle veuve noire est beaucoup plus grosse que le mâle, et les toiles dispersées rendent difficile la rencontre d’une femelle par un mâle.

Compléments

• La consommation du mâle fournit à la femelle des nutriments utilisables pour produire des œufs de meilleure qualité et mieux réservés.

💡 Astuce mémo

Repas nuptial → nutriments, sperme transféré et moindre rematation de la femelle

📖 3. Phénotype génotype et fitness

🔑 Notions clés & Définitions

• Phénotype : Ensemble des traits observables ou descriptibles d’un individu, notamment sa physiologie, sa morphologie et son comportement.
• Génotype : Ensemble des gènes d’un individu, qu’ils soient exprimés ou non.
• Valeur sélective : Contribution relative d’un génotype à la génération suivante, mesurée par le nombre de descendants viables et reproductifs produits au cours de la vie.

📝 Points essentiels

📌 Lorsqu’un génotype exprime un phénotype avantageux dans son environnement, sa valeur sélective augmente et sa fréquence devrait augmenter à la génération suivante.

📖 4. Plasticité phénotypique

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasticité phénotypique : Capacité d’un organisme à exprimer différents phénotypes à partir d’un même génotype selon les conditions environnementales biotiques ou abiotiques.

★ À maîtriser

📌 La plasticité discrète produit un nombre limité de phénotypes correspondant à des modalités environnementales distinctes, tandis que la plasticité continue permet une infinité de phénotypes entre des valeurs minimale et maximale.

Compléments

📌 La plasticité exprimée pendant le développement embryonnaire est le plus souvent irréversible, tandis que celle qui s’exprime au cours de la vie peut être réversible.

💡 Astuce mémo

Plasticité discrète = modalités séparées ; plasticité continue = toutes les valeurs intermédiaires

📖 5. Exemples de plasticité adaptative

★ À maîtriser

• Chez les daphnies clonales, les molécules odorantes de poissons prédateurs activent des gènes qui produisent des structures pointues de défense chez les individus développés en présence de prédateurs.

• Chez les mésanges d’Oxford, la température printanière explique 72 % de la variation de la date de ponte, avec une relation négative entre température et date de ponte.

📌 Les mésanges doivent synchroniser l’éclosion des poussins avec l’apparition des chenilles de la phalène brumeuse, car une éclosion trop tardive réduit le succès de reproduction.

Compléments

• La date de ponte des mésanges d’Oxford a avancé de 15 jours, tandis que celle d’une population des Pays-Bas n’a avancé que de 4 à 5 jours, ce qui indique une plasticité différente entre populations.

💡 Astuce mémo

Température printanière plus élevée → ponte plus précoce → meilleure synchronisation avec les chenilles

📖 6. Histoire et traits de vie

🔑 Notions clés & Définitions

• Histoire de vie : Distribution des événements majeurs au cours de la vie d’un individu qui contribuent directement ou indirectement à la production et à la survie des descendants.

★ À maîtriser

• Le cycle de vie de l’hirondelle rustique comprend deux migrations, chacune précédée d’une mue, puis l’établissement du territoire, le choix du partenaire, la ponte, l’incubation et l’élevage des poussins.

📌 La semelparité correspond à une seule reproduction au cours de la vie, tandis que l’itéroparité correspond à plusieurs reproductions.

Compléments

📌 La dispersion de naissance concerne le choix de l’habitat avant la première reproduction, tandis que la dispersion de reproduction concerne la décision de partir ou de rester après chaque reproduction.

💡 Astuce mémo

Migration → reproduction → élevage → migration

📖 7. Compromis d’allocation des ressources

🔑 Notions clés & Définitions

• Compromis : Situation où l’augmentation d’un trait positivement lié à la valeur sélective entraîne la diminution d’un autre trait également lié à la valeur sélective.

★ À maîtriser

• L’énergie peut être allouée à:
  • la croissance
  • l’entretien
  • la défense
  • la reproduction
  • la constitution de réserves

📌 Un organisme peut produire beaucoup de jeunes de faible qualité ou peu de jeunes de meilleure qualité, selon la probabilité de survie des descendants.

Compléments

📌 Une croissance longue est associée à une reproduction tardive, tandis qu’une croissance rapide est associée à une reproduction précoce.

💡 Astuce mémo

Beaucoup de descendants de faible qualité ou peu de descendants de qualité

📖 8. Stratégies d’histoire de vie

🔑 Notions clés & Définitions

• Stratégie d’histoire de vie : Combinaison de traits d’histoire de vie coadaptés résultant de processus évolutifs et reflétant l’adaptation de l’organisme à son environnement.

★ À maîtriser

📌 Les combinaisons de traits d’histoire de vie sont façonnées par la sélection naturelle, qui tend à optimiser la valeur sélective selon l’environnement.

• Chez les mésanges d’Oxford, les femelles peuvent élever 10 œufs, mais une ponte de 8 œufs maximise la fitness dans les conditions étudiées.

Compléments

• Chez les guppies de Trinidad, des pressions de prédation différentes entraînent une divergence des traits d’histoire de vie en environ 20 générations.

💡 Astuce mémo

Pressions de sélection → compromis entre traits → stratégie adaptée à l’environnement

📖 9. Sélection sexuelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Sélection sexuelle : Darwin, The descent of man and selection in relation to sex, 1871 — Mécanisme d’évolution fondé sur la compétition pour la reproduction et l’accès aux partenaires plutôt que sur la compétition pour la survie.
• Anisogamie : Différence entre les gamètes mâles et femelles, les femelles produisant un nombre limité de gamètes et les mâles pouvant en produire un nombre très élevé au cours de leur vie.

📝 Points essentiels

📌 Un trait sexuellement sélectionné doit procurer un avantage reproductif, être héréditaire, varier entre individus et présenter un bénéfice net positif.

📌 La sélection intrasexuelle repose sur la compétition entre individus d’un même sexe et produit notamment des armements, tandis que la sélection intersexuelle repose sur le choix d’un partenaire et produit notamment des ornements.

💡 Astuce mémo

Sélection intrasexuelle = compétition ; sélection intersexuelle = choix du partenaire

📖 10. Mécanismes du choix sexuel

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle du fils sexy : Le modèle du fils sexy propose qu’une femelle choisissant un mâle très ornementé transmette à ses fils les caractères d’ornementation, si ces caractères sont héréditaires.

📝 Points essentiels

• Chez l’euplècte à longue queue, le mâle possède un plumage voyant utilisé lors de la parade, malgré une visibilité accrue pour les prédateurs.

• Chez le fou à pieds bleus, le choix du partenaire est mutuel et repose notamment sur une couleur des pieds plus bleue, associée à une probabilité de survie importante.

• Chez le ver luisant, les femelles émettent une lumière qui attire les mâles, et la qualité de cette lumière reflète leur qualité.

• Chez le syphonostome, le mâle absorbe les œufs et assure leur soin et leur incubation, ce qui conduit le mâle à choisir le partenaire.

• Le modèle de Zahavi et le modèle du fils sexy ne sont pas mutuellement exclusifs.

📊 Tableaux de synthèse

Types de plasticité phénotypique