outline cours - Ecologie comportementale

5.4 Biologie du comportement animal
Les comportements sont étudiés sous les angles de l’ontogenèse, de leurs fonctions biologiques et de
leur valeur adaptative (cf. N. Tinbergen). L’approche comparative sera privilégiée
La notion de coûts / bénéfices est au programme
Intro
Comportements stéréotypés
4 explications du comportement Tinbergen
Approche comparative vs approche expérimentale, Danchin,(chap(3
Une approche économique du comportement
individuel
Optimal foraging = Mac Arthur, 1966
Choix des proies
Crabes – Danchin(135
Elner, 1978
Profitabilité des moules maximale pour des moules de taille intermédiaire (petites:
trop de temps a ouvrir la coquille, grosses: coquilles trop difficile a ouvrir)
Les crabes ont une préférence et choisissent une taille proche de la plus profitable
Quand la densité de proies est faible, ils n’ont pas le choix et mangent de tout.
Lorsqu’elle forte, ils choisissent les plus profitables (mais pas exclusivement).
Hirondelles – Danchin(136
Krebs, 1977
Arbitrage nécessaire entre choisir les proies (à une fenêtre de choix) et les manger
(sur un perchoir séparé). Deux tailles de proies sont proposées. Même résultat initial
que pour les crabes + quand il y a suffisamment de proies, font le même arbitrage
quelles que soient les densités relatives.
Charge optimale en proies
Passereaux – Krebs, Danchin(139
Choix de la durée de recherche sur place. Maximisation bénéfice / coût =
maximisation de l’angle alpha = tangente à la courbe.
Tamias – Danchin(141
Validation partielle des prédictions du modèle géométrique. Peuvent stocker des
noix dans leur bajoues. Le taux de chargement sature au bout d’un moment (courbe
concave dans le cas précédent). On observe bien des temps passe dans la parcelle et
un chargement qui augmente avec la distance de la parcelle au terrier.
La compétition pour les ressources
Relations proies-prédateurs: une course aux armements?
Papillons mimétiques – Krebs
Ailes externes mimétiques, internes colorées: trade-off entre prédation et
reproduction (fréquent). Des oiseaux prédateurs de ces papillons sont placés devant
un système projetant des diapos. Ils peuvent picorer l’écran ou appuyer sur un
bouton pour passer à la prochaine diapo. Lorsqu’ils reconnaissent le papillon
(picorent l’écran quand il y est ou la touche d’avancement quand il n’y est pas) ils
sont récompensés. Très rapidement, ils se font une image de recherche et arrivent a
déceler les papillons
Mais, au sein d’une population, il existe plusieurs morphes. Dans le système cidessus, si plusieurs morphes sont proposés alternativement, la reconnaissance ne se
fait pas.
Araignée crabe – Danchin(454
Mimétique des fleurs dans lesquelles elle chasse = mimétisme agressif.
Mouche-guèpe – Krebs
Inoffensive pour les pred mais ressemble à une guêpe qui, elle, pique.
Crapaud brésilien – Krebs
Ocelles noires qui miment des yeux = de nombreux prédateurs fuient cette forme
Comment s’arrête la course aux armements?
extinction du couple pred-proie
prédation prudente
Mais suppose que le prédateur se limite pour les autres => sélection de groupe.
Eventuellement prédateur isolé qui se limite dans le temps.
Parasitisme = ne pas tuer l’hôte tout de suite permet une plus grande dispersion
proies sont plus motivées évolutivement
Les prédateurs peuvent supporter de rater une proie, ils se reproduisent quand
même. Les proies ne peuvent pas se reproduire après une rencontre avec un pred.
Compétition indirecte et distribution libre idéale
Epinoche – Danchin(155
Milinski, 1979. 6 épinoches libres de circuler entre deux bassins. Le nourrissage
entraine une asymétrie de profitabilité entre les deux bassins et les épinoches le
reflètent dans leur distribution.
Distribution libre idéale Danchin(153
La valeur d’un habitat est diminuée par la compétition intraspécifique. Les individus
devraient se répartir entre les habitats selon un critère de profitabilité homogène. Lorsque
des migrants partent d’un habitat, ils laissent un déséquilibre qui est compensé par une
immigration (ici, exemple des Gobe Mouche dans des bois, Danchin(208)
Défense des ressources et territorialité
Huitrier pie – Danchin(180
Territoires résidents sont de meilleure qualité. Cependant le succès reproducteur
global est équivalent car l’accès aux territoires résident est plus difficile et demande
d’attendre plus longtemps.
-> distribution libre idéale dans le temps
Winged Sunbird - Nectarin de Reichenow – Krebs
La protection du territoire augmente la quantité de nectar par fleur car il limite
l’accès aux fleurs par les autres organismes.
Une augmentation de 2 à 3 mL fait gagner
482.7(=(1.3h(=>(1.3(*((1000(8(400)(=(780(cal
Mais cela à un coût de protection du territoire. En moyenne 0.28h par jour
0.28(*((3000(8(400)(=(728(cal
Les oiseaux sont territoriaux dans ces conditions. Quand la territorialité ne permet
pas de gagner suffisamment d’énergie, les oiseaux deviennent solitaires.
Pararge aegaria – Gouyon
Défense du territoire seulement basé sur qui y arrive le premier
Explication par la théorie des jeux
Séduction et sélection
Filet des hirondelles – Danchin(54
Des filets plus longs permettent une période d’appariement (de court) plus courte
=> meilleure reproduction
Mais des filets plus courts sont plus avantageux pour la manoeuvrabilité
=> sélection sexuelle par les femelles, sur la base d’un critère honnète
Tâches des guppies – Krebs
Elner 1980–83
La couleur des Guppies est plus terne dans les rivière avec beaucoup de prédateurs.
Dans une expérience partant d’un groupe homogène sans prédateurs, le nombre de
taches augmente. Dès qu’un prédateur est introduit dans un des bassins, le nombre
de taches diminue.
Les leks de Tetra Lyre – Campan(571
Défense d’un territoire purement pour la reproduction. Les territoires les plus
difficiles à obtenir sont ceux du centre et les femelles choisissent en fonction de cela.
Copulation de D. melanogaster – Krebs
Raisonnement similaire à celui fait dans le cas de la charge des passereaux.
Le comportement dans les interactions durables
Comportement et mutualisme
Poissons nettoyeurs – Danchin,(480
Nettoyeur:
B: alimentation
C: prédation, parasitisme
Client:
B: nettoyage
C: déplacement vers les stations de nettoyage, prélèvement d’écailles et mucus
en plus des ectoparasites
De plus, il existe des espèces mimétiques (en bas) des espèces nettoyeuses (en haut)
qui ne sont que prédatrices.
Comportement et parasitisme
Araignee et parasitoide – Danchin,(484
La ponte du parasitoïde entraine un changement de comportement de l’araignée qui
ne fait plus sa toile habituellement. Elle crée un cocon. Quand celui-ci est fini, la
large mue, dévore l’araignée et s’enferme dans le cocon. La forme de toile avec un
cocon est plus résistante que la forme habituelle, ce qui protège mieux la larve de
parasitoïde lors des fortes pluies.
Coucou – Danchin,(494
Parasitisme de ponte: la femelle éjecte un oeuf et pond le sien à la place, qui est
couvé par l’espèce parasitée. Il est très proche morphologiquement des oeufs de
l’hôte (et il y a une grande spécificité de lignées de Coucous pour des hôtes donnés).
Quand le petit coucou nait, plus tôt et plus gros que les autres, il éjecte les oeufs
restant du nids, imite le cri de toute la portée et profite des soins des parents.
Pourquoi ne pas éjecter les oeufs de Coucou?
Ici encore, course aux armements évolutive entre les capacités de discrimination de
l’hôte et les capacités mimétiques du parasite.
Pourquoi ne pas éjecter le poussin?
Hypothèse:
Apprentissage de la reconnaissance des poussins à la première couvée
Le poussin parasite éjecte les autres.
Si la première couvée est parasitée, la reconnaissance est faussée pour le reste
de la vie.
Coléoptère et fourmis – Krebs
Le coléoptère manipule chimiquement la fourmi pour qu’elle le porte dans la
fourmilière. Là il point ses oeufs. Les larves ont une série de glandes sur le dos qui
stimule les fourmis et leur fait régurgiter des gouttes de nourriture pour la larve.
La vie en groupe et les interactions sociales
Vie en groupe chez les Vertébrés
Exemples de groupements sociaux de Vertébrés
Pigeons ramiers et autour des palombes – Danchin,(373
meilleure surveillance du prédateur, ce qui diminue son succès.
Lycaons – Aron,(218
Chasse en groupe qui capturent d’autant plus de proies qu’ils sont nombreux =>
évolution vers des tailles de groupe de plus en plus grandes.
Cependant si on prend d’autres mesures de succès, le résultat est très différent
=> il faut faire attention à la définition des unités du problème
Épaulard – Danchin,(162
Le rendement de chasse est optimal pour des groupes de 3 orques. Mais un orque
seul a un rendement moindre qu’un orque dans un groupe de 4 ou 5 orques =>
l’orque solitaire a intérêt à rejoindre un groupe de 3 orques.
= Paradoxe du grégarisme
Agrégation de ponte du Lutjan
Rassemblement pour la reproduction: dilution de la prédation et saturation des
prédateurs mais aucune assurance de paternité
Souris domestique
Vit et se reproduit en groupe familiaux. Meilleure efficacité de la recherche de
nourriture mais risque de consanguinité.
Evitement de la consanguinité par reconnaissance familiale via le CMH.
Geai de Floride – Aron,(194
Les couples reproducteurs expérimentés sont aidés par des fils adultes lors de la
reproduction. Le bénéfice d’un fils assistant en terme d’apparentement est:
0.58(poussins(/(1.8(assitant(=(0.32(poussin
apparenté(à(43%(=>(14%(des(gènes
Comparativement, sa propre reproduction lui apporterait:
1.24(poussins(apparentés(à(50%
=>(62%(de(ses(gènes
Pas de bénéfice génétique apparent en moyenne. Mais en fait l’environnement est
saturé ce qui fait que la reproduction serait très aléatoire pour un jeune couple
Caractéristiques des sociétés de Vertébrés
L’importance des modes de communication (signaux sonores, chimiques, visuels
etc.)
Les comportements territoriaux (défense de ressources, de femelles, de territoires de
reproduction etc.)
Des stratégies reproductrices bien déterminées (polygamie la plus répandue;
monogamie stricte quand le mâle pourvoit à la survie des jeunes, comme chez les
oiseaux par exemple)
Hiérarchie sociale
Stades de socialité – Aron(54
grégarisme: rassemblement d’animaux résultant de facteurs émanant de leurs
congénères – Blattes
stade sub-social: regroupements pour la reproduction et soins parentaux – Crapaud
accoucheur (regroupements pour la reproduction, mâle porte les oeufs autour de la
jambe)
stade colonial: soin aux jeunes sur un site d’élevage commun – Oiseaux
stade communal: coopération pour les soins aux jeunes – coléoptères nécrophages,
souris, lions
stade eusocial: chevauchement d’au moins 2 générations; coopération pour les soins
aux jeunes; polyéthisme dans le travail et la reproduction
Altruisme ou égoïsme
Explications possibles:
mutualisme, Ex: Lycaon
sélection de parentèle, Ex: Geai
sélection de groupe
altruisme réciproque
Sélection de groupe (Aron(84)
Wynne-Edwards: sélection par groupe = les groupes riches en E s’éteignent et sont
recolonisés par des groupes riches en A
Wilson: communion entre les groupes pour la reproduction. Si un A dans un groupe de A
produit plus de descendant qu’un E, alors A peut se maintenir.
Vampire d’Azara – Aron,(94
Altruisme réciproque
Eusociétés d’insectes
Abeilles
Danse des abeilles – Aron,(126
Langage de communication très avancé. Indique la distance (danse en rond: proche,
danse en 8: loin + fréquence de frétillement inversement proportionnelle à la
distance) et la direction (inclinaison dans la danse frétillante).
Polymorphisme – Aron(139
Polyéthisme – Aron(132
Fourmis
Polymorphisme – Aron(151
Phéromones de piste – Aron(120
Termites
Castes des termites – Aron(164
Diverses castes spécialisées. Elles sont différenciées par un développement larvaire
plus ou moins long. Le déterminisme se fait par émission de phéromones
inhibitrices: les sexués inhibent le reste, les soldats inhibent la formation de plus de
soldats etc.
Sélection de parentèle
Hamilton (Aron(102)
Polyandrie – Aron(109
Accouplements multiples de la reine diminuent rapidement l’apparentement entre
soeurs. À ce moment là les ouvrières ont intérêt à:
produire plus de mâles cars ils sont apparentés de 25% mais ont plus de chance
de se reproduire
produire des femelles apparentées à visée dispersive (les ouvrières s’occupant
des naissains sont en général jeunes, donc bien apparentées avec les oeufs
récents)
Rats taupes – Aron(222
Vie en communauté dans un terrier. Groupes familiaux matriarchaux, avec une
femelle dominante (physiquement) sur les autres qui est la seule à se reproduire.
Très forte consanguinité => fort apparentement entre individus qui va jusqu’à
l’altruisme de reproduction ou même le sacrifice de la vie.