La communication animale

La communication animale
Transmission de signaux entre individu(s) émetteur(s) et un ou plusieurs
destinataires*
* Le chat n’est pas le destinataire des chants des oiseaux….
Signaux émis
le plus souvent déterminés génétiquement
Exceptions : chant des passereaux, langage humain,….
Réception des signaux
souvent appris
Mais il y a un programme de détection et d’analyse des signaux dans les gènes…
…qui sera amélioré par l’apprentissage.
Émettre un signal comporte coût et risque :
 Coût physiologique:
–
–
–
–
produire des sécrétions
élaborer des pigments
danser
chanter…
… nécessite de l’énergie!
 Risque d’attirer:
– des prédateurs
– des compétiteurs alimentaires
– des rivaux sexuels…
…
mieux vaut parfois passer inaperçu!
Un signal doit être bénéfique
• Être émis sous certaines conditions
Le petit tapir n’appellera sa mère que
s’il est vraiment perdu. Sinon, il risque
d’attirer les jaguars.
• Peut s’adresser à plusieurs destinataires (économie)
Le brame du cerf appelle les biches en
chaleur et met au défi les autres mâles.
Un signal peut être trompeur!
 le coucou pousse ses parents de substitution à le nourrir
 les insectes émettent des signaux pour effrayer
les prédateurs (mimétisme).
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Les signaux appartiennent à 4 catégories:
 Chimiques, visuels, acoustiques et tactiles
 Importance des paramètres physiques de
transmission:
–
–
–
–
vitesse de propagation (lumière>chimique)
directionnalité
rayon d’action
durée, persistance
Les signaux chimiques
 Apparus en même temps que la vie sur Terre
 Propagation dans toutes les directions
 Rayon d’action court, sauf si vent ou courant
 Émission durable, dépend de la taille de la molécule
 Souvent chez mammifères et animaux nocturnes
Les signaux chimiques
 Molécules signaux = phéromones
 Phéromones aériennes : volatiles et petites
 Phéromones émises dans l’eau : plus grandes
 Émises souvent en « bouquet »
 Information sur l’identité, l’état sexuel,
l’appartenance à un groupe social
 Aussi pour information « différée », en absence
de l’émetteur: marquage du territoire
Les signaux chimiques
Poissons « ménés » réagissant à la présence d’un signal chimique, émis par les
glandes cutanées d’un poisson blessé
Les signaux visuels
a) Les signaux morphologiques
• motifs colorés ou contrastés, durables ou permanents
• Réflexion de la lumière sur individus émetteurs → peu présents
chez espèces nocturnes et cavernicoles
• Instantanés et directionnels → réaction immédiate
• Signalent une qualité durable de l’émetteur:
– espèce
– sexe
– état de réceptivité sexuelle
Les signaux visuels
b) Les signaux comportementaux
 Postures, mouvements ritualisés
 Parades sexuelles, danses
 Conflits territoriaux ritualisés
 Interactions sociales, postures de soumission/domination
Les signaux sonores
 Grande flexibilité
 Vitesse de transmission élevée (air : 340 m/s, eau : 1500 m/s)
 Distance dépend de la fréquence:
• Animal grand → basses fréquences → portent plus loin
• Hautes fréquences + vite atténuées
 Dépend de l’état du milieu : air plus stable et homogène de nuit
 Tunnel du son dans la mer à quelques mètres de profondeur, utilisé
par les baleines
Les signaux tactiles
 Instantanés et flexibles
 Intimité entre émetteurs et récepteurs
 En général entre:
• Parents et progéniture
• Partenaires sexuels
• Congénères d’un même groupe social
Les signaux électriques





Instantanés et flexibles
Uniquement dans l’eau, à quelques mètres
Chez des poissons d’eau douce sans visibilité
Signalent l’espèce, l’âge, le sexe, le statut social
Passent inaperçus aux prédateurs
Gymnotidé d’Amérique du Sud
Les signaux vibratoires
 Chez les araignées
 Intrus détecté grâce aux vibrations → agressé
 Sauf s’il fait le signal rythmique de l’espèce → code sexuel
La sociobiologie et l’évolution
 La sélection naturelle favorise les comportements qui contribuent à
la survie et au succès reproductif.
Tout comportement permettant aux individus d’obtenir/de conserver
une ressource rare et limitante sera sélectionné.
 La sélection opère sur :
• la quête de nourriture
• le choix d’un partenaire
• les soins aux petits
• la territorialité
• la hiérarchie
• l’agressivité
Sociobiologie et évolution
 Ce qui propage un caractère héritable dans une
population, c’est le nombre de descendants
 La fécondité est le moteur principal, qui agit à condition
qu’il y ait survie (condition seuil).
Comment un comportement conduit-il à un
meilleur succès reproductif?
 Augmentation de l’apport énergétique
 Amélioration de l’attraction entre les partenaires
reproducteurs
 Diminution des risques de prédation
augmentation du nombre de descendants
et transmission de ses gènes.
Questions de N. Tinbergen
• Développement d’un comportement
• Bases physiologiques d’un comportement
• Fonction ou signification évolutive d’un
comportement (=causes ultimes)
Éthologie et évolution
Valeur de survie d’un comportement:
 Les différences comportementales reflètent des
différences génétiques
sélection naturelle sur le comportement
changements évolutifs
La quête de nourriture et le rendement
énergétique
 Théorie des stratégies optimales de quête de
nourriture
 Doit être un compromis entre :
– bénéfices de la nutrition
– coûts liés à l’obtention de nourriture :
• Dépense énergétique pour obtenir la nourriture
• Risque d’être mangé par un prédateur
Rendement énergétique du comportement de quête de nourriture
Les résultats expérimentaux révèlent qu’en laissant tomber les coquillages
d’une hauteur de 5 m, on les brise en utilisant la plus petite quantité de travail.
La hauteur de chute que les corneilles d’Alaska préfèrent dans les faits
correspond presque à la hauteur qui exige la plus petite hauteur totale de vol.
Le régime alimentaire idéal
Le crabe vert choisit les moules dont la taille lui assure un gain énergétique
optimal. énergie obtenue moins énergie dépensée)Pourquoi observe-t-on un décalage entre la courbe bleue et les pics roses?
Un compromis doit être trouvé entre la recherche de nourriture et la minimisation
des risques d’être attrapés par des pumas.
Territorialité et défense du domaine vital*
 Un territoire : espace nécessaire pour combler les besoins d’un
individu ou d’un groupe pour
– la recherche de nourriture et d’eau (territoire alimentaire)
– S’abriter contre les prédateurs
– la reproduction (territoires d’accouplement)
 La territorialité peut être permanente ou temporaire
Les mésanges sont très territoriales
en période reproductive, plus du tout
en dehors (en hiver)
 Rapport coût /bénéfice de la défense du territoire
*domaine vital : étendue spatiale nécessaire à un animal (ou groupe social)
pour assouvir l’ensemble de ses besoins saisonniers ou annuels.
 Ces colibris dépensent plus de 3000 calories/heure pour chasser les
congénères de leur territoire
 Le rapport coût / bénéfice dépend de la quantité de nectar disponible
 Fleurs très rares → trop de coût par rapport au bénéfice → territorialité
désavantageuse
 Fleurs très abondantes → territorialité pas nécessaire
 Le comportement territorial ne se manifestera que dans des conditions
intermédiaires (bénéfices > coûts)
Le comportement territorial peut être influencé par des
facteurs écologiques
Comportements de territorialité
 Marquage olfactif des limites du territoire (marmottes,
tigres, …)
 Chants et cris (oiseaux, singes)
 Défense du territoire et attaque des intrus
 Animal de moins en moins agressif en s’éloignant du
centre de son territoire
Défense d’un abri
Excréments à l’entrée d’un terrier pour
signaler la présence d’un occupant
Les termites ne laisseront entrer dans la termitière
que les individus ayant la « bonne » odeur
Défense d’un territoire ou d’un abri
Reconnaissance des intrus au groupe:
But : différentier les individus de la même
espèce mais étrangers au groupe
 Odeur coloniale: insectes sociaux (phéromones de
la reine) et lapins de garennes (urine)
 Reconnaissance individuelle (visuel, vocal, olfactif) :
petits groupes d’animaux « évolués » (oiseaux,
mammifères)
o Mémorisation nécessaire des membres du groupe
o Pas plus de qqs dizaines d’individus
Pour éviter les conflits territoriaux (rares), les animaux
marquent leur territoire par voies olfactives ou sonores
Un ours brun reconnaît chacun de
ses voisins à leur odeur.
Marquage sonore
Postures d’intimidation
Défense d’un territoire de reproduction
Les éléphants de mer se réservent
certaines plages avec les femelles
Chez certains lézards:
 Les territoires des mâles en période de
reproduction sont très grands (plusieurs
femelles) et défendus avec acharnement.
 En dehors de cette période, territoires
plus petits (suffisant pour la nourriture) et
moins défendus.
Colonies d’oiseaux de mer : territoire minuscule, mais férocement défendu
Comportements liés à la reproduction
 En général autant de mâles que de femelles
problèmes d’appariement ???
pas de
 En fait compétition sexuelle est la règle plutôt que
l’exception
 Les mâles tentent d’évincer leurs rivaux par:
– Une signalisation accrue
– La force
– Tout autre tactique…
Comportement reproducteur de l’épinoche
Organisation de la séquence de parade nuptiale chez
l’épinoche Gasterosteus aculeatus. D’après Tinbergen, 1942
La sélection sexuelle (darwinienne)
 Va favoriser:
• L’évolution de caractères de rivalité chez un sexe
• L’évolution de critères de choix chez l’autre sexe
 Explique:
• L’important dimorphisme sexuel chez espèces polygames
• Les caractères sexuels extravagants chez ces espèces
 Peut être intersexuelle : choix du partenaire
 Ou intrasexuelle : compétition entre membres du même sexe
Stratégies en matière de reproduction:
1) systèmes d’accouplement
Espèces monogames :
• en général monomorphes (mâles = des femelles)
• recherche du « meilleur partenaire »
Espèces polygames (polygynes) :
• dimorphes, mâles plus gros et plus ornés que les
femelles
• les mâles les « plus compétitifs » monopolisent les
accouplements
Espèces polyandres (rares): femelles
plus ornées que les mâles
Stratégies en matière de reproduction:
2) investissement parental
 Investissement parental : contribution de chaque sexe à
la production de la progéniture et aux soins qu’elle
nécessite
 L’investissement relatif des sexes dans la reproduction
détermine les stratégies reproductrices
 L’investissement parental des femelles est en général +
important:
– Ovules beaucoup plus gros
– Gestation et allaitement
coût énergétique élevé
 Le sexe qui investit le plus est celui qui choisit l’autre
partenaire (en général la femelle)
Stratégies en matière de reproduction:
3) compétition et stratégies sexuelles
 Le mâle a « intérêt » à s’accoupler avec le plus grand
nombre de femelles
 La femelle a « intérêt » à bien choisir le partenaire qui
procurera le plus grand « bénéfice » à sa progéniture
 Les mâles sont en général le « sexe demandeur »
 Les femelles sont « le sexe limitant » (ou demandé), car
elles ont une fécondité limitée
Stratégies en matière de reproduction:
3) compétition et stratégies sexuelles
 Exception lorsque le mâle « investit » davantage que la
femelle dans la reproduction
 C’est alors le mâle qui choisit parmi les femelles
• Les mâles transfèrent à la femelle un
spermatophore très nutritif, mais qui
leur est coûteux en énergie
• Les femelles sont en compétition
• Les mâles choisissent les plus
lourdes (+ d’ovules)
Stratégies en matière de reproduction:
4) certitude de paternité
 Petits et œufs contiennent forcément les gènes de la femelle
 Certitude de paternité + forte lorsque ponte et fécondation sont
simultanées
mâles souvent plus impliqués dans les soins aux petits
Poissons à fécondation interne :
7% s’occupent des jeunes
Poissons à fécondation externe :
69% s’occupent des jeunes
La compétition intersexuelle:
5) le choix du partenaire
Les paonnes choisissent les mâles qui ont le plus grand nombres d’ocelles
Pourquoi?
Choix du partenaire (par les femelles)
• Bénéfices directs:
– Le plus attentionné : aidera aux soins des jeunes
– Le maître du meilleur territoire : meilleures chances de
nourriture pour les jeunes
– Le plus fort : pourra protéger les jeunes
– Beau plumage
pas de maladie parasitaire transmissible
• Bénéfices indirects :
– Belle apparence
signe de bonne santé
« bons gènes »
(p.ex. CMH)
– Mâles plus âgés = ont vécu plus longtemps = bonne santé
– Mâles qui ont survécu malgré le handicap (longue queue, bois des
cerfs) sont d’autant plus costauds (hypothèse contestée)
But ultime : fournir à ses descendants les meilleurs gènes possibles
et les meilleures chances de survie
La compétition intrasexuelle:
compétition entre les mâles
• Espèces polygames : un ou quelques mâles s’accouplent avec
toutes les femelles, les autres pas du tout
• Sélection favorise tout caractère qui permettra à un mâle de
dépasser les autres
dimorphisme sexuel:
– Grande taille
– Armes de combat : cornes, bois, canines
But ultime : produire le plus grand nombre de descendants
Si le but ultime de tout comportement est d’augmenter sa
survie et son succès reproductif :
Comment expliquer l’altruisme?
• En criant pour signaler un prédateur au reste de la
colonie, le spermophile de Belding se met lui-même
en danger.
Les abeilles ouvrières sont stériles et
travaillent pour la reine, qui seule est féconde.
Si pour défendre leur colonie elles piquent un
intrus, elles y laissent leur vie.
Comportement altruiste
Chez cet animal, seule une femelle de la colonie (la « reine ») se reproduit avec
3-4 mâles (les « rois »).
Les autres membres de la colonie (jusqu’à 250 individus) sont des femelles et
mâles stériles qui prennent soin des reproducteurs et des petits.
Comportement altruiste :
« les assistants au nid »
Chez les geais de Floride, les parents sont
souvent aidés dans le nourrissage et les
soins aux petits par des jeunes adultes.
Est-ce entièrement altruiste?
• Sont en général de la même famille
• Apprennent à s’occuper de petits
• Récupéreront peut-être un jour le territoire
Comportement altruiste, explications
« J’accepterais de sacrifier ma vie pour deux frères ou huit cousins germains »
J.B. Haldane, généticien des populations, 1932
 Ce sont les femelles qui
crient pour alerter d’un danger
 Ce sont leurs proches
parents, donc « leurs gènes »
qu’elles protègent
 Les abeilles se dévouent pour leur reine, qui est en fait leur mère
 Les hétérocéphales glabres sont tous apparentés (frères, sœurs, enfants) de la
reine et des rois
Les soins aux jeunes
 Le comportement de soins aux jeunes est sélectivement
avantageux:
– Alimentation
– Protection
– Apprentissage
augmentent la survie des descendants
 D’autres espèces produisent un très grand nombre de descendants
sans s’en occuper
succès reproductif peut être suffisant pour
le maintien de l’espèce!
Les soins aux jeunes
 Chez oiseaux nidicoles, les femelles exigent souvent des
mâles, avant procréation:
• un nid déjà construit
• un bon territoire
• une parade nuptiale
 Les mâles s’assurent d’être les géniteurs
 Ils participent aux soins pour assurer leur survie
 Contrairement aux espèces nidifuges, les espèces nidicoles
sont en général monogames
Hiérarchie chez les vertébrés sociaux
 Établissement d’une hiérarchie en dominance entre les membres du groupe

évite les combats inutiles
 La hiérarchie s’établit souvent par des combats ritualisés
 Souvent double hiérarchie, chez les mâles et les femelles
 Hiérarchie peut être linéaire (α>β>γ…) chez les poules, les oies
 Chez les mammifères sociaux, hiérarchie plus complexe :
•
•
•
Taille, sexe, âge
Liens de parentés
Alliances
 Chaque individu connaît et respecte son statut social : il sait devant qui
s’effacer ou s’imposer
 Importance des postures de dominance / soumission
Lorsque deux loups de rang différent se trouvent en présence l’un de l’autre, l’inférieur
avance le premier en rentrant la queue et en baissant les oreilles (1).
Puis il plie légèrement les pattes et lèche le museau de son compagnon (2).
Si malgré tout, le dominant maintient une attitude agressive, c’est-à-dire garde la queue
levée et les oreilles dressées, le subordonné se couche sur le dos, urine et présente ses
organes génitaux (3).
De tels gestes de soumission sont fréquemment réalisés par les jeunes loups
Comportements d’agression
 Sert à établir une hiérarchie entre les individus
 La lutte s’arrête dès qu’un des protagonistes montre de
la soumission ou fuit.
 Sont souvent très ritualisés et ne mènent que rarement
à des blessures
 Valeur adaptative : le vainqueur aura plus de chances de
se nourrir et de se reproduire