Fiche de révision : Éthologie : comportement et évolution

📋 Plan du Cours

1. Histoire et fondements de l’éthologie
2. Les écoles de l’éthologie moderne
3. Les fondateurs de l’éthologie
4. Les quatre questions de Tinbergen
5. Instincts et apprentissages
6. Génétique et développement du comportement
7. Rythmes biologiques et hormones
8. Perception et neuroéthologie
9. Sélection naturelle et comportements adaptatifs
10. Méthodes d’observation et de mesure
11. Dépense énergétique sur le terrain

📖 1. Histoire et fondements de l’éthologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Éthologie : Étude des comportements animaux, de leurs causes et de leurs fonctions.

📝 Points essentiels

• Aristote décrit les comportements animaux et tente de les classer dans l’Histoire des animaux, première description connue de ce type.

📌 Le réductionnisme explique le comportement par des mécanismes internes en négligeant l’environnement et l’apprentissage, tandis que l’évolutionnisme l’interprète comme un résultat de la sélection naturelle.

• Darwin montre que les traits comportementaux peuvent être héréditaires et soumis à la sélection naturelle, ce qui fait du comportement un moteur de l’évolution des espèces.

💡 Astuce mémo

Aristote → Descartes → Buffon → Darwin

📖 2. Les écoles de l’éthologie moderne

🔑 Notions clés & Définitions

• Loi de l’effet : Thorndike — Établit qu’un comportement suivi d’une conséquence positive est davantage retenu et reproduit.
• Éthologie naturaliste : Décrit et compare les comportements animaux dans leur milieu naturel en les considérant comme des produits de la sélection naturelle.

★ À maîtriser

• La neurophysiologie étudie la régulation nerveuse du comportement en considérant l’animal comme un automate soumis à des mécanismes réflexes.

Compléments

• Le béhaviorisme de Watson généralise le schéma stimulus-réponse et accorde peu de place à l’évolution ou à l’observation de l’animal dans son milieu.

💡 Astuce mémo

Réductionnisme : mécanismes proximaux ; évolutionnisme : fonctions ultimes

📖 3. Les fondateurs de l’éthologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Imprégnation : Konrad Lorenz — Processus irréversible au cours duquel un jeune animal mémorise des signaux parentaux pendant une phase sensible du développement.

★ À maîtriser

• Karl von Frisch montre que les poissons voient les couleurs, distinguent différentes ondes sonores et produisent des phéromones de stress.

• La danse des abeilles recrute les ouvrières, indique l’orientation de la nourriture par rapport au soleil et encode sa distance par la durée de la danse. — Karl von Frisch

Compléments

• Tinbergen montre qu’un oiseau vigilant émet un cri d’alarme pour protéger le groupe face à un prédateur. — Niko Tinbergen

💡 Astuce mémo

Frisch, Lorenz, Tinbergen : FLT

📖 4. Les quatre questions de Tinbergen

🔑 Notions clés & Définitions

• Cause ontogénétique : Explique un comportement par son développement au cours de la vie individuelle et par les apprentissages.
• Cause phylogénétique : Explique un comportement par son histoire évolutive et ses caractères ancestraux.

★ À maîtriser

📌 Une cause ultime explique la valeur de survie ou de reproduction d’un comportement, tandis qu’une cause proximale explique ses mécanismes immédiats.

Compléments

• Le chant matinal d’un oiseau peut attirer les femelles et éloigner les mâles rivaux selon une explication ultime, tout en dépendant de mécanismes physiologiques et du développement individuel.

💡 Astuce mémo

U-P-O-P : ultime, proximal, ontogénèse, phylogénèse

📖 5. Instincts et apprentissages

🔑 Notions clés & Définitions

• Instinct : Lorenz — Partie du comportement constituée de patrons moteurs fixés, caractéristiques de l’espèce et largement déterminés génétiquement, déclenchés automatiquement par des stimuli externes.
• Stimulus signe : Signal ou ensemble de stimuli suffisant pour déclencher un comportement spécifique.
• Conditionnement pavlovien : Pavlov — Apprentissage associatif dans lequel un stimulus initialement neutre déclenche une réponse après avoir été associé à un stimulus inconditionnel.
• Apprentissage instrumental : Modifie et renforce un comportement selon ses conséquences, comme dans l’essai-erreur décrit par Thorndike.

📝 Points essentiels

• Dans l’expérience de la corneille, le pourcentage de choix corrects significativement supérieur à 50 % indique que l’animal résout le problème du niveau d’eau pour obtenir la récompense.

💡 Astuce mémo

Instinct : déclenchement inné ; apprentissage : modification acquise

📖 6. Génétique et développement du comportement

🔑 Notions clés & Définitions

• Polygénie : Déterminisme d’un comportement par plusieurs gènes qui interagissent entre eux.
• Ontogénèse : Développement progressif d’un être vivant depuis sa conception jusqu’à l’âge adulte.
• Pléiotropie : Situation dans laquelle un seul gène produit plusieurs effets comportementaux.

📝 Points essentiels

• L’hybridation de deux espèces d’inséparables ayant des comportements différents de construction du nid produit des hybrides au comportement intermédiaire, ce qui révèle une base génétique de ces différences.

• Chez les abeilles nettoyeuses, l’ouverture de la cellule et l’extraction de la larve sont contrôlées par deux gènes, U/u et R/r, et les nettoyeuses complètes sont u/u et r/r.

💡 Astuce mémo

Gènes et environnement → comportement exprimé

📖 7. Rythmes biologiques et hormones

📝 Points essentiels

📌 Un rythme circadien est endogène et approximativement quotidien, tandis qu’un rythme nycthéméral est calé exactement sur l’alternance du jour et de la nuit.

📌 Un rythme circannuel est inné et approximativement annuel en environnement constant, tandis qu’un rythme annuel est ajusté par les signaux saisonniers externes.

• L’allongement de la photopériode est perçu par les yeux, stimule l’hypothalamus, déclenche la libération de FSH et de LH par l’hypophyse et prépare la reproduction.

• L’horloge biologique située dans le noyau suprachiasmatique de l’hypothalamus présente une activité nerveuse et hormonale cyclique, notamment la sécrétion périodique de mélatonine.

• La leptine diminue la recherche alimentaire quand les réserves graisseuses augmentent, l’insuline inhibe la prise alimentaire et la ghréline stimule la faim lorsque l’estomac est vide.

💡 Astuce mémo

Circadien endogène ≠ nycthéméral calé sur jour-nuit

📖 8. Perception et neuroéthologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Neuroéthologie : Étudie les mécanismes nerveux qui induisent et régulent les comportements.
• Chémoréception : Permet d’identifier des substances chimiques par le goût dans les liquides ou par l’odorat dans l’air.
• Écholocation : Utilise l’écho d’un son émis par l’animal et renvoyé par un obstacle ou une proie pour se diriger ou localiser cette proie.

📝 Points essentiels

• L’oreille externe concentre les sons, l’oreille moyenne transforme les ondes sonores en vibrations osseuses et l’oreille interne transforme ces vibrations en influx nerveux.

• La magnétoréception permet à certains animaux de percevoir le champ magnétique terrestre, ce qui facilite notamment l’orientation des espèces migratrices.

💡 Astuce mémo

Stimulus → perception → intégration nerveuse → réponse

📖 9. Sélection naturelle et comportements adaptatifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Stratégie évolutivement stable : J Maynard-Smith — Stratégie comportementale dont la fréquence se maintient dans une population parce que ses bénéfices et ses coûts restent favorables dans un environnement donné.

★ À maîtriser

📌 La théorie de l’optimal foraging prédit que les comportements de recherche alimentaire retenus maximisent les bénéfices tout en minimisant les coûts énergétiques et les risques.

• La vie en groupe peut réduire le risque individuel de prédation par dilution du risque et augmenter la vigilance collective.

• Les cris d’alarme des oiseaux diffèrent selon le type de prédateur et déclenchent des comportements de fuite adaptés au danger perçu.

Compléments

• Les parades nuptiales, les parures, les chants et les soins parentaux peuvent être favorisés par la sélection naturelle parce qu’ils augmentent la reproduction ou la survie de la descendance.

💡 Astuce mémo

Bénéfice supérieur au coût → maintien par sélection naturelle

📖 10. Méthodes d’observation et de mesure

🔑 Notions clés & Définitions

• Éthogramme : Répertoire des comportements d’un animal et de leurs relations avec l’environnement, établi par observation quantifiée.

★ À maîtriser

• 🔄 Une étude éthologique suit plusieurs étapes:
  1. observer les comportements
  2. les définir
  3. les coder
  4. les chronométrer
  5. comparer leur fréquence ou leur durée

Compléments

• Le budget-temps mesure la proportion de temps consacrée par un animal à différentes fonctions comportementales, comme l’alimentation, la vigilance ou le toilettage.

💡 Astuce mémo

Observer → coder → quantifier → comparer

📖 11. Dépense énergétique sur le terrain

🔑 Notions clés & Définitions

• Eau doublement marquée : Mesure la dépense énergétique d’un animal en suivant les pertes de deutérium et d’oxygène 18 après injection d’eau enrichie.

★ À maîtriser

• La méthode consiste à prélever un sang initial, injecter un mélange enrichi en deutérium et en oxygène 18, attendre l’équilibrage, relâcher l’animal pendant 24 heures puis effectuer un prélèvement final.

📐 Formule — La production de CO₂ est calculée par $rCO_2 = N(K_o-K_d)$, où $K_o$ et $K_d$ représentent respectivement les pertes d’oxygène 18 et de deutérium.

Compléments

• Avec un quotient respiratoire de 0,75, un volume de 1 cm³ de CO₂ correspond à 6,32 calories, soit 24,32 joules.

💡 Astuce mémo

Marquer → relâcher → prélever → calculer

📊 Tableaux de synthèse

Les quatre causes du comportement

Principaux types d’apprentissage