Adaptation

Question 1

Qu’est-ce que la plasticité phénotypique?

Answer 1

Capacité d’UN génotype à exprimer plusieurs

phénotypes dans des environnements différents

Question 2

Qu’est-ce que la norme de réaction?

Answer 2

ensemble des phénotypes pouvant être
exprimés par un génotype dans différents environnements
• Pour connaître le phénotype d’un génotype dans un
environnement donné, il faut faire une observation
directe.

Question 3

Qu’est-ce que G xE?

Answer 3

Quand l’influence de l’environnement n’est pas la même pour tous les génotypes, on dit qu’il y a interaction entre les génotypes et l’environnement (G x E); autrement dit: il y a de la variation génétique dans la plasticité phénotypique

Question 4

Comment varie la plasticité?

Answer 4

Tous les génotypes n’ont pas la même plasticité phénotypique
• La plasticité phénotypique dépend de l’environnement du génotype
• La plasticité phénotypique n’est pas nécessairement
adaptative (ne confère pas nécessairement un phénotype plus apte)
• Tous les génotypes n’ont pas la même norme de réaction
• La norme de réaction est spécifique aux environnementsconsidérés

Question 5

Qu’est-ce que le dimorphisme sexuel?

Answer 5

Les mâles et le femelles ont souvent des traits différents (bois des cerfs chez les mâles), ou alors des valeurs de traits différentes chez les deux sexes (taille, couleur, ‘ornementation’) – Cela est souvent difficile à expliquer par la sélection naturelle pour la survie, la reproduction, etc.
• Les traits différenciant les mâles des femelles sont même souvent ‘désavantageux’

Question 6

Quels sont les désavantage de la sélection sexuelle?

Answer 6

1. Ceci impose un défi supplémentaire (en plus de survivre et se reproduire): trouver un partenaire pour s’accoupler!
2. Il y a généralement asymétrie entre les sexes quant à l’énergie ou le temps consacré à la reproduction (investissements parental différents). Cela entraîne une asymétrie quant à ce qui limite le succès reproducteur de chaque sexe.
   • D’abord et avant tout, il y a généralement anisogamie différence entre la grosseur des gamètes
   • De plus, les soins parentaux sont souvent plus à la charge d’un des deux sexes (quand il y en a)

Question 7

Quels sont les différences entre le succès reproducteur des male et des femelle?

Answer 7

Le coût par rejeton est différent entre les sexes
• le SR des femelles est le plus souvent limité par le nombre d’œufs produits.
• le SR des mâles est le plus souvent limité par le nombre d’œufs fécondés, et donc à prime abord par le nombre de partenaires.
Le sexe féminin est dit ‘limitant’.

Question 8

Qu’est-ce que la sélection sexuel?

Answer 8

Quand la différence de succès reproducteur entre les individus est due aux différences dans le succès d’accouplement de ces individus, on parle de sélection sexuelle

Question 9

Commment varit la sélection sexuelle?

Answer 9

Le succès d’accouplement (SA) dépend souvent de traits phénotypiques associés. Ces traits sont variables, peuvent être héritables, et influencent le SR.
• En général, l’un des deux sexes sera plus affecté que l’autre par la sélection sexuelle, et ce devrait être le sexe dont l’investissement parental est le plus faible (souvent le mâle). L’autre sexe peut néanmoins subir la sélection sexuelle (la femelle)

Question 10

Comment estimer la sélection sexuelle?

Answer 10

Succès reproducteur: SR est idéalement estimé par le nombre de rejetons produits
Succès d’Accouplement

SA peut être estimé par: le nombre de partenaires d’accouplement le nombre de partenaires avec qui un ou des rejetons ont été produits (SA génétique)

L’intensité de la sélection sexuelle est estimée par le gradient de sélection sexuelle (le gradient de Bateman
Gradient de Bateman estimé par la pente de la régression liant le succès reproducteur (SR) au succès d’accouplement (SA).

Question 11

Quels sont les pression sexuelles chez le mâle?

Answer 11

Les femelles sont la ressource limitante
• Les mâles sont en compétition pour les femelles
=> Sélection INTRAsexuelle entre les mâles pour l’accès aux femelles

Question 12

quels sont les pressions sexuelles chez les femelles?

Answer 12

• Les femelles résistent plus à l’accouplement et ‘attendent’ le bon stimuli, le bon signal, ‘le bon mâle’
• Les femelles sont ‘difficiles’ et préfèrent certains mâles
=> Sélection INTERsexuelle des mâles par les femelles

Question 13

Q’est-ce que la sélection intrasexuelle par le combat?

Answer 13

Des traits spécifiques permettent le combat entre individus; ils sont souvent absents chez les individus immatures et nonreproducteurs
• La sélection directionnelle sur ces traits est souvent du type ‘course aux armements’ (intensification par rétro-action)
• Ces traits sont souvent coûteux
• Ainsi, alors que la sélection sexuelle favorise de fortes valeurs pour ces traits, elle est souvent contrebalancée par la sélection naturelle (prédation, métabolisme)…
• Par ailleurs, les individus possédant les valeurs de traits nonfavorables pour le combat adoptent parfois des stratégies alternatives de reproduction

Question 14

Quelles sont les défense pour restreindre l’accès au sexe limitant?

Answer 14

Pré-copulatoire
• Défense de territoire
• Garde du partenaire

Post-copulatoire par compétition entre spermatozoïdes
• Taille des éjaculats plus grande lorsqu’un mâle copule en présence d’un ‘rival’ vs. en privé (mouches Ceratis capitata)
• Bouchons (drosophiles, certains serpents)
• Enlèvement des gamètes du mâle précédent
• Garde du partenaire

Question 15

A quoi peut être lié les préférence des femelles?

Answer 15

– Les biais sensoriels pré-existants
– Les bénéfices directs : le trait préféré est corrélé à un trait bénéfique pour la femelle elle-même (territoire, nourriture, aide pour les soins aux rejetons)
Condition: pressions de sélection sur les femelles pour
acquérir la capacité de reconnaître le trait corrélé via le trait préféré
– Les bénéfices indirects
• Obtention de ‘bons gène – ne procurent pas d’avantages à la femelle elle-même mais plutôt
à sa descendance.
• Fils qui plaisent aux femelles ( pas couvert)
• runaway selection :sélection d’un trait avec une rétroaction positive sur le trait de préférence de l’autre sexe .

La préférence peut ou non être arbitraire, elle peut faire l’objet de sélection, et elle varie souvent entre les populations, entraînant alors la valeurs du trait préféré

Question 16

Décrire la sélection stabilisante de la runaway selection?

Answer 16

• les valeurs à une extrémité de la distribution phénotypique sont contre-sélectionnées par la sélection naturelle: le phénotype préféré procurant plus de partenaires mais il est associé à une
  moins bonne survie, croissance, santé, etc.
• les valeurs à l’autre extrémité de la distribution phénotypique sont contre-sélectionnées par la sélection sexuelle: le phénotype confère une bonne survie, croissance, santé, etc., mais il n’est pas
  choisi par les femelles (peu de partenaires)

Question 17

Quels sont les différences de la sélection sexuelle chez les plantes?

Answer 17

L’accouplement chez les plantes est souvent dépendant d’un pollinisateur. L’accès au pollinisateur est plus limitant pour les fleurs mâles que femelles. Cet accès est nécessaire pour atteindre une fleur femelle; ainsi, comme pour les animaux, l’accès aux femelles est limitant.

Question 18

Qu’est-ce que le conflit sexuel?

Answer 18

Leurs nécessaires interactions reproductives ont souvent des effets opposés sur chaque sexe. Un trait favorisant le fitness des mâles peut faire diminuer le fitness des femelles, et vice-versa.Cela peut mener au phénomène de coévolution antagoniste
de type ‘course aux armements’

Question 19

Qu’est-ce que le comportement social?

Answer 19

• Les interactions entre les individus d’une même espèce sont considérées comme des comportement sociaux
• On ne pose pas comme condition qu’il y ait une forme
d’organisation ou de hiérarchie entre les individus (et
surtout pas de ‘conscience’).
• Ces comportements peuvent faire l’objet de la sélection (plusieurs sont héritables

Question 20

Qu’est-ce que l’acteur A?

Answer 20

: l’individu qui pose l’acte

Question 21

Qu’est-ce que le receveur R?

Answer 21

l’individu qui est affecté

par l’acte ou les conséquences de cet acte

Question 22

Quels sont les types d’intéractions sociales?

Answer 22

A: Bénéfice A : coût
R : Bénéfices Bénéfices mutuel Altruisme
R: Coût Égoïsme Malveillance/Dépit

Question 23

Pourquoi les traits altruistes persistent?

Answer 23

• un tel allèle pourrait persister si par ailleurs il contribue au meilleur fitness d’individus apparentés

Question 24

Qu’est-ce que la sélection de parentèle?

Answer 24

• Bill Hamilton a proposé le modèle de la sélection de
parentèle, où on prend en compte l’aptitude indirecte et inclusive des individus, pour expliquer l’augmentation en fréquence des allèles responsables des comportements altruistes.

Question 25

Qu'est-ce que le fitness indirect?

Answer 25

Fitness additionnel acquis par la reproduction d’un ou de plusieurs individus autre que I et qui a été rendue possible par les actions de l’individu I • C’est le bénéfice que gagne(nt) le(s) Receveur(s) en raison du comportement de l’Acteur

Question 26

Qu'est-ce que le coefficient d'apparentement?

Answer 26

r = probabilité que deux allèles homologues présents dans DEUX individus soient identiques par ascendance (identical by descent), i.e. qu’ils aient été reçus du même ancêtre (vs F de consanguinité, au sein d’un même individu) Calcul: À partir d’un pedigree, on fait la somme des probabilités d’identité de chacune des relations possibles entre l’acteur et le bénéficiaire.

Question 27

Qu'est-ce que la barbe verte?

Answer 27

Un trait phénotypique apparent • La capacité de reconnaître le trait (la barbe verte) • Un comportement altruiste ceux qui ont le trait indicateur (envers les barbes vertes) => Augmentera en fréquence, sans égard à la capacité d’agir de façon altruiste seulement envers les proches parents

Question 28

Quelle est la définition de l'adaptation?

Answer 28

• Tout caractère ayant une fonction particulière, si ce trait a évolué ou est maintenu par sélection naturelle pour cette fonction et s’il augmente l’aptitude relative des entités qui possèdent ce trait par rapport à celles qui ne le possèdent pas (Futuyma ‘98)

Question 29

Comment démontrer qu'un trait est une adaptation?

Answer 29

• Identifier un trait (phénotype) • Établir la fonction du trait: • Établir le lien direct entre le trait et le fitness: • Trait variable (au sein d’une espèce ou d’une population): • il faut montrer l’aptitude supérieure des individus qui possèdent certaines valeurs de traits • Trait fixe: • On peut considérer l’origine et le contexte passé pour inférer que l’apparition du trait a conféré une aptitude supérieure (cela supportera l'hypothèse adaptative). • Parfois on peut faire une expérience (pigeons)

Question 30

Donner des exemples de non-adaptations?

Answer 30

Non-adaptation: • Caractère résultant de la dérive génétique (en particulier lors d’effet fondateur) • Caractère pléiotropique • L’effet d’un gène est dit pléiotropique si il affecte plusieurs traits distincts, souvent sans relation apparente • La sélection peut agir sur un trait, et entraîner l’évolution de des traits pléiotropiques sans qu’ils soient eux-mêmes bénéfiques pour le fitness • Les renards de Belyaev • Caractère n’étant qu’une conséquence secondaire • l’hémoglobine est rouge, mais cette couleur n’a pas de fonction adaptative, c’est une conséquence secondaire de sa composition chimique

Question 31

Qu'est-ce qu'une exaptation?

Answer 31

se dit d’un trait ayant, de façon fortuite, acquis une nouvelle fonction. • se dit d’un trait dont l’évolution peut être attribuée à une fonction autre (ou a aucune fonction) que celle qu’il sert actuellement et qui a été ‘ré-utilisé’ ou ‘converti’ (co-opted en anglais) pour la fonction actuelle

Question 32

Qu'est-ce que nous ne devons pas faire lors de la recherche d'adaptation?

Answer 32

• Une hypothèse plausible ne suffit pas (on peut toujours ‘imaginer’ une belle histoire’) • Il faut formuler des prédictions découlant de l’hypothèse adaptative et les confronter à de nombreuses observations pertinentes • Il faut formuler des hypothèses alternatives ‘informées’; l’hypothèse adaptative n’est PAS une hypothèse nulle • Attention à (par exemple) • Série infinie d’hypothèses de remplacement • Hypothèses acceptées sans test • Mises en garde de Gould et Lewontin 1979

Question 33

Comment l’apparentement peut être conçu comme un niveau de similarité génétique entre un acteur et un receveur dans le contexte de leur population?

Answer 33

* r est positif si les individus sont plus génétiquement similaires que le sont, en moyenne, deux individus de cette population * r est négatif si les individus sont plus génétiquement différents que le sont, en moyenne, deux individus de cette population

Question 34

Qu'est-ce que la prédiction de Lack?

Answer 34

la sélection devrait favoriser la production d’un nombre de rejetons qui maximise le nombre de rejetons qui survivent (maximisant ainsi le fitness des parents)

Question 35

Est-ce que le compromis peut être plastique?

Answer 35

Oui, Le compromis ‘nombre vs taille’ des rejetons peut résulter en des fitness différents selon les conditions (biotiques, abiotiques). Ce compromis et les traits impliqués peuvent être plastiques.

Question 36

Quels sont les intérêts des parents?

Answer 36

un parent gagne et perd en fitness avec chaque rejeton produit ou perdu. Il a intérêt à répartir son énergie équitablement entre ses N rejetons

Question 37

Quels sont les intérêts des rejetons?

Answer 37

un rejeton n’est intéressé que par son propre fitness. Il a intérêt à obtenir plus que sa part équitable de l’énergie parentale dévouée aux rejetons (i.e. >1/N)…mais il perd moins en fitness par la réduction du fitness de ses parents que le parent lui-même…

Question 38

Quand est-ce que le niveau d'investissement est optimal pour les parents et pour les rejetons?

Answer 38

Le niveau d’investissement parental OPTIMAL (pour un fitness MAXIMAL) pour le parent (P sur la figure) est plus bas que pour le rejeton (O). • Le niveau d’investissement parental OPTIMAL pour le rejeton MAXIMAL d’un rejeton dépend de son degré d’apparentement avec les autres rejetons du parent (Ofull-sib vs. O half-sib sur la figure).

Question 39

POurquoi les parasites et leur hotes sont-ils toujours en conflit?

Answer 39

Les parasites et leurs hôtes sont en ‘conflit’ plus ou moins permanent; ils ont des ‘intérêts’ différents en ce sens que leurs façons d’augmenter leur fitness (leur ‘défis’) sont opposées.

Question 40

Quels sont les défis des parasites?

Answer 40

1. Vaincre les défenses de l’hôte 2. Exploiter l’hôte (lui causer du tort, i.e. être virulent) 3. Changer d’hôte (transmission)

Question 41

Quels sont les défis de l'hote?

Answer 41

1. Reconnaître le parasite 2. Se défendre contre le parasite (e.g. immunité) 3. Éviter la contamination/contagion

Question 42

Comment évolue la virulence d'un parasite?

Answer 42

Évolution par coïncidence (e.g. tétanos) • Évolution ‘myope’ (e.g. VIH) • Évolution par compromis • L’évolution de la virulence est souvent le résultat de compromis entre l’avantage conféré par la virulence et la probabilité de transmission qui y est associée. Ainsi, pour une espèce de parasite donné, il faudra considérer •mode de transmission •capacité de déplacement de l’hôte •nombre d’hôtes (spécificité) •les conditions écologiques

Question 43

Quels sont les modes de transmission des parasites?

Answer 43

Transmission verticale: d’un hôte à ses rejetons (via le lien parent-rejetons de l’hôte) • e.g. dans les œufs, via le placenta chez les euthériens • Transmission horizontale: d’un individu hôte à un autre individu hôte • Transmission par largage dans l’environnement • Transmission par contact entre les hôtes • Transmission via un vecteur