Sélection sexuelle

A la fin du TP j’ai compris les notions suivantes : communication, émetteur, récepteur, comportement, vie solitaire, vie en société, dimorphisme sexuel

A la fin de cette séance j’ai compris :

• que la communication dans le monde vivant consiste en la transmission d’un message entre un organisme émetteur et un organisme récepteur pouvant modifier son comportement en réponse à ce message.
•  que la communication s’inscrit dans le cadre d’une fonction biologique (nutrition, reproduction, défense, etc.).
•  qu’il existe une grande diversité de modalités de communication (chimique, biochimique, sonore, visuelle, hormonale).
• ce qu’est la sélection sexuelle 

Communication intra-spécifique et sélection sexuelle

La communication dans le monde vivant consiste en la transmission d’un message entre un organisme émetteur et un organisme récepteur pouvant modifier son comportement en réponse à ce message.

A/ Modalités de communication entre individus – livre p90-91

Chez les différentes espèces animales, il existe des modes de vie solitaire (ex. chat sauvage) ou en société (ex. fourmis). Dans les deux cas, les individus de ces espèces doivent communiquer entre eux pour se partager les territoires, se reproduire ou accomplir des tâches en commun. Un message est donc transmis entre l’organisme émetteur et l’organisme récepteur.

Exemple de communication entre individus d’une même espèce : le cas du grillon (communication sonore)

Plusieurs espèces de grillons existent et cohabitent en Provence.  Dès le printemps et l’été, on entend le chant des grillons plus ou moins fort, on dit qu’ils stridulent. La reproduction est impossible entre mâle et femelle d’espèces différentes.

Écoute de chant de grillon (fichier son en ligne) et  explication de son chant.

Vidéo sur l’accouplement des grillons

Chez le grillon, trois chants ont été clairement identifiés et interprétés :

1. Le chant d’appel sexuel (le plus fréquent) dont la fonction est d’attirer la femelle vers le territoire du mâle (mâle et femelle vivent dans des terriers différents) ;
2. Le chant de cour, plus bref et plus métallique, émis lorsque la femelle a rejoint le mâle et qui est un prélude à l’accouplement ;
3. La stridulation de rivalité qui a pour fonction d’intimider un autre mâle, ou d’accompagner un combat entre rivaux.

La communication nécessite des partenaires et des signaux émis/perçus :

Bilan :

La communication entre grillons consiste en la transmission d’un message entre un organisme émetteur et un organisme récepteur pouvant modifier son comportement en réponse à ce message. La stridulation permet de conserver son territoire, d’attirer et de séduire les femelles. Les chants sont héréditaires car il ne changent jamais d’une génération à l’autre. La  communication s’inscrit donc dans le cadre d’une fonction biologique  comme la reproduction et la défense de son territoire.

B/ Une sélection sexuelle du partenaire – livre p92-93

Outre la fertilité, la sélection sexuelle -le choix du partenaire- est une autre composante de la sélection naturelle : c’est le mécanisme qui confère aux individus portant certains caractères un pouvoir d’attraction supérieur pour la reproduction.

Par exemple, les études montrent que chez Homo sapiens, les femmes ont une préférence pour les hommes de plus grande taille. Ceux-ci ont en moyenne plus d’enfants, car ils ont une forte probabilité de trouver une conjointe. Ce caractère étant transmis aux descendants.

Mais comment est choisi son partenaire ? Quels sont les modes de communications ?

Communication visuelle

Étude d’un exemple : le paon Pavo cristatus

Les attributs du paon, après études éthologiques (études du comportement animal) ne semblent avoir qu’une fonction de séduction auprès des femelles. S’ils constituent certainement un attrait sexuel, il semble qu’ils confèrent aussi un handicap pour la survie des individus dans leur milieu (repérage par les prédateurs, difficultés de mobilité, difficultés de nutrition…) La pression sélective devrait donc les éliminer ; leur maintien semble montrer que les avantages l’emportent sur les désavantages : il s’agit d’un équilibre entre handicap et atout.

Une vidéo Lumni (1’58 ») : Charles Darwin, une affaire de séduction

Une vidéo Lumni (2’21 ») : Charles Darwin, des mâles en compétition

Chez le paon, l’évolution a conduit à l’existence d’un mâle porteur d’une queue tellement grande qu’elle semble diminuer ses chances de survie en étant très visible et en perturbant les mouvements. Pourtant ce caractère a été sélectionné ! Comment ? pour quelles fonctions ?

Trois populations de paons sont suivies pendant la saison de reproduction du printemps, lorsque des mâles pleins d’espoir mettent en scène des routines minutieusement chorégraphiées, lors de parades nuptiales, pour que des femelles difficiles acceptent de s’accoupler. Les mâles avec très peu de taches oculaires (ocelles) dans les plumes de la queue ne sont pas attrayants pour les femelles et ont peu de chance d’accouplement. Inversement, les mâles avec plus d’ocelles que la moyenne n’ont aucun avantage de plus que la moyenne.

Dans une autre expérience, on vérifie que des mâles avec un grand nombre d’ocelles réussissent bien à s’accoupler avec les femelles. Ôter des plumes de la queue de tels mâles diminue leurs chances de succès d’accouplement.

Conclusion :

1. Il existe un lien entre succès reproductif et nombre d’ocelles.
2. La sélection est orientée par le choix de la femelle au moment de la parade nuptiale et de l’accouplement éventuel qui suit.

Parade nuptiale de l’outarde :

Une population d’Outardes barbues Otis tarda, le plus gros oiseau d’Europe, subsiste en Panonie, à la frontière entre l’Autriche et la Hongrie. En avril, le matin entre 7h et 11h, les mâles paradent et sont bien visibles depuis les tours d’observation installées par le NationalPark NeusiedlerSee – Seewinkel.

Parade nuptiale de l’élan (aire actuelle et potentielle) : le combat d’élans (vidéo)

exercice 10p103 combats de cerfs

 

Communication chimique- exemple chez Homo sapiens

L’exemple le mieux documenté est celui du système HLA (antigènes des leucocytes humains). le système HLA joue un rôle dans l’immunité : plus on possède un haut niveau de diversité génétique, meilleure sera notre protection vis à vis des pathogènes. Cette forte diversité génétique du système HLA provient du fait que l’ADN reçu du père diffère de celui de la mère. Dans certaines populations, les conjoints ont tendance à posséder des systèmes HLA distincts. Comme si nous choisissions l’élu(e) en fonction de sa capacité à venir renforcer nos défenses immunitaires. Comment cet appariement entre individus aux systèmes HLA différents est-il possible ?

L’expérience suivante a été réalisée : on a demandé à plusieurs jeunes hommes de porter le même T-shirt pendant plusieurs jours. Un panel de jeunes femmes a ensuite senti ces vêtements, en désignant ceux dont elles préféraient l’odeur. Les résultats ont montré que les femmes choisissent en moyenne les T-shirts des jeunes hommes dont le système HLA est le plus distinct du leur. Une hypothèse est que le système HLA serait lié aux phéromones, la catégorie d’hormones qui participent à l’attirance sexuelle chez les animaux.

D’après Evelyne Heyer- L’odyssée des gènes.

Bilan

Dans le monde animal, la sélection naturelle peut être basée sur la communication entre individus de même espèce. C’est l’exemple de la sélection sexuelle entre partenaire. Dans ce cadre, un des deux partenaires (le plus souvent la femelle) choisit son partenaire en fonction de critères particuliers (plumage, chant, parade nuptiale, …). On note un dimorphisme sexuel important et des différences de comportements notables. La communication entre les partenaires vise à reconnaître un membre de son espèce et à le choisir selon des critères précis.

La communication entre individus peut donc se faire par différents signaux :

• auditifs (le chant du grillon)
• visuels (la parade de l’Outarde)
• chimiques (le marquage de territoire d’un chien par son urine, les phéromones des fourmis, voir cet extrait de vidéo « sur la piste du loup » )

dans des buts variés :

1. 1. se reproduire : chant du grillon, parade de l’Outarde.
   2. se protéger : mimétisme du plumage des femelles outardes, couleurs aposématiques des papillons, mimétisme chimique de certains parasites comme le Varroa.

1. 1. se nourrir : piste de phéromones des fourmis entre une source de nourriture et la fourmilière.

C/ Sélection sexuelle et spéciation – livre p94-95

Si la communication entre les individus d’une même espèce se fait mal, ils ne se reconnaissent plus comme faisant partie de la même espèce et finalement ne se reproduisent plus entre eux. Il peut y avoir isolement reproducteur entre ces individus. Cela peut conduire à la création de nouvelles espèces.

Comment la communication au sein d’une espèce peut influencer la sélection sexuelle et l’émergence de nouvelles espèces ?

Retrouver cet isolement reproducteur dans l’exemple du Pouillot verdâtre, déjà vu dans le chapitre sur la spéciation.

TP 10: Défaut de communication intra spécifique et sélection sexuelle

Le mot de la fin sur les grillons !

Exercices possibles  7p102 La lanterne des vers luisants (au fait, signaler la présence/absence de vers luisants sur ce site de sciences participatives Asterella), 8p102 Pinsons de Darwin, 10p103 Combat de cerfs, exercice bac Rhinolophe de Mehely, exercice 6p101 Communication chez les fourmis et 9p103 Territoire du Castor

• Lire le livre de Darwin : La descendance de l’Homme et la sélection sexuelle
• Article Sciences&Avenir : Comment la femelle paon est captivée par les yeux iridescents de la roue du mâle

 

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On peut regarder ce documentaire : Pourquoi les femmes sont-elles plus petites ?

Je propose aux élèves un fichier accompagnant la vision du documentaire.

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Connaissances

La communication dans le monde vivant consiste en la transmission d’un message entre un organisme émetteur et un organisme récepteur pouvant modifier son comportement en réponse à ce message. La communication s’inscrit dans le cadre d’une fonction biologique (nutrition, reproduction, défense, etc.). Il existe une grande diversité de modalités de communication (chimique, biochimique, sonore, visuelle, hormonale). Dans le monde animal, la communication interindividuelle et les comportements induits peuvent contribuer à la sélection naturelle à travers la reproduction. C’est le cas pour la sélection sexuelle entre partenaires (majoritairement faite par les femelles). Des difficultés dans la réception du signal peuvent générer sur le long terme un isolement reproducteur entre organismes de la même espèce et être à l’origine d’un événement de spéciation.

Notions fondamentales : communication, émetteur, récepteur, comportement, vie solitaire, vie en société, dimorphisme sexuel.

Objectifs : on évoque la diversité des modalités de communication sans en décrire finement les mécanismes. On illustre d’autres éléments de sélection naturelle (sélection sexuelle).

Capacités

– Mettre en œuvre une stratégie d’étude d’un exemple de communication animale intraspécifique (si possible en conditions réelles).

– Analyser des expériences montrant comment certains modes de communication ont été sélectionnés, que ce soit pour la survie ou la reproduction.

– Analyser avec un regard critique l’avantage de certains caractères sexuels extravagants du point de vue de la sélection naturelle : développement d’attributs liés à la reproduction chez le mâle (queue du paon, cornes des bovidés ou des scarabées, etc.).

Précisions : les caractéristiques de la communication entre organismes sont mises en évidence chez les animaux, dans le contexte de la sélection sexuelle, à partir d’exemples au choix du professeur. On n’attend pas d’exhaustivité.

Vidéo France TV sur la sélection sexuelle

https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article984