Dimorphisme sexuel et choix du partenaire
Le paon mâle traîne derrière lui une queue immense et colorée : elle le ralentit, le rend visible des prédateurs… et pourtant il la garde. Pourquoi la sélection naturelle n'a-t-elle pas éliminé ce caractère encombrant ? Nous allons répondre à cette question à la fin de la page.
Communiquer au sein d'une espèce
Pour se reproduire, il faut d'abord se trouver, se reconnaître et s'accorder. Les individus d'une même espèce échangent donc des signaux : c'est la communication intraspécifique.
Elle met toujours en jeu un émetteur (qui produit le signal) et un récepteur (qui le perçoit et réagit). Le signal peut prendre plusieurs formes, appelées modalités.
| Modalité | Exemple animal |
|---|---|
| Visuelle | Danse et couleurs du mâle chez les oiseaux ; queue du paon |
| Sonore | Chant des oiseaux, coassement des grenouilles, brame du cerf |
| Chimique | Phéromones des papillons de nuit (la phéromone de la femelle du ver à soie, détectée par les antennes du mâle) |
| Hormonale | Substances émises qui modifient le comportement ou la physiologie du partenaire (par exemple, chez le criquet migrateur, des substances émises par les mâles accélèrent la maturation sexuelle des femelles) |
Une phéromone est une molécule émise par un individu et perçue par un autre individu de la même espèce, chez qui elle déclenche une réaction (par exemple l'approche d'un partenaire).
À ce niveau, on ne cherche pas à décrire les mécanismes de perception : on retient la modalité et son rôle.
Chaque modalité a ses avantages et ses limites. Un signal chimique porte très loin et fonctionne de nuit, mais il est lent et dépend du vent. Un signal sonore est rapide et se module, mais il attire aussi les prédateurs.
Citer trois modalités de communication intraspécifique (visuelle, sonore, chimique…) avec un exemple animal pour chacune.
Citer trois modalités de communication intraspécifique (visuelle, sonore, chimique…) avec un exemple animal pour chacune.
Chez le papillon du ver à soie, la femelle émet des phéromones détectées par les antennes du mâle à des concentrations très faibles. a) Nommer la modalité de…
Chez le papillon du ver à soie, la femelle émet des phéromones détectées par les antennes du mâle à des concentrations très faibles.
- a) Nommer la modalité de communication.
- b) Expliquer son avantage sur de longues distances.
- c) Donner un inconvénient de ce type de signal.
Dimorphisme sexuel et caractères sexuels secondaires
Chez de nombreuses espèces, mâles et femelles ne se ressemblent pas. C'est le dimorphisme sexuel.
Ces différences portent sur des caractères sexuels secondaires : la queue du paon, la crinière du lion, les bois du cerf, les couleurs du canard colvert mâle. Ils ne servent pas directement à produire les gamètes, mais ils interviennent dans l'accès à la reproduction.
Définir : dimorphisme sexuel, caractère sexuel secondaire, sélection sexuelle. Donner un exemple de chaque notion.
Définir : dimorphisme sexuel, caractère sexuel secondaire, sélection sexuelle. Donner un exemple de chaque notion.
Chez le paon, le mâle porte une longue traîne colorée, la femelle non. Indiquer le sexe qui choisit et celui qui est choisi, et nommer le caractère concerné.
Chez le paon, le mâle porte une longue traîne colorée, la femelle non. Indiquer le sexe qui choisit et celui qui est choisi, et nommer le caractère concerné.
La sélection sexuelle
Pourquoi ces caractères existent-ils ? Parce qu'ils augmentent le succès reproducteur (nombre de descendants) de ceux qui les portent.
Elle prend deux formes :
-
intersexuelle : un sexe (le plus souvent la femelle) choisit parmi les individus de l'autre sexe ceux qui portent certains caractères ;
-
intrasexuelle : les individus d'un même sexe (le plus souvent les mâles) s'affrontent pour accéder aux partenaires, comme les cerfs pendant le brame.
Le raisonnement est le même qu'en sélection naturelle : les individus qui ont plus de partenaires ont plus de descendants. Si le caractère est héréditaire, ses allèles deviennent plus fréquents à chaque génération.
Un caractère extravagant peut être un signal honnête : seul un mâle en excellente condition peut « se payer » un chant riche ou une queue longue. La femelle choisit donc un partenaire de qualité.
Chez des paons, les mâles ayant plus de 150 ocelles obtiennent en moyenne 8 accouplements par saison, ceux avec moins de 120 ocelles en obtiennent 2. a) Calculer le…
Chez des paons, les mâles ayant plus de 150 ocelles obtiennent en moyenne 8 accouplements par saison, ceux avec moins de 120 ocelles en obtiennent 2.
- a) Calculer le rapport des succès reproducteurs.
- b) Expliquer comment ce caractère peut être favorisé par sélection sexuelle.
- c) Citer un coût possible de ce caractère pour la survie.
Un chant d'oiseau mâle de 4 min contient 120 motifs. Une femelle préfère les mâles dont le répertoire dépasse 80 motifs distincts. a) Calculer le nombre moyen de motifs…
Un chant d'oiseau mâle de 4 min contient 120 motifs. Une femelle préfère les mâles dont le répertoire dépasse 80 motifs distincts.
- a) Calculer le nombre moyen de motifs par minute.
- b) Interpréter la préférence de la femelle comme un signal honnête de qualité.
Chez le cerf élaphe, les mâles s'affrontent pendant le brame ; les mâles dominants ont un succès reproducteur 5 fois plus élevé que les subordonnés. a) Distinguer…
Chez le cerf élaphe, les mâles s'affrontent pendant le brame ; les mâles dominants ont un succès reproducteur 5 fois plus élevé que les subordonnés.
- a) Distinguer sélection intrasexuelle et intersexuelle.
- b) Expliquer comment le dimorphisme sexuel (bois, taille) s'est accentué au fil des générations.
- c) Discuter l'influence possible de la chasse sélective sur cette évolution.
Sélection sexuelle et sélection naturelle : un compromis
Un ornement a un coût : énergie pour le fabriquer, gêne pour fuir, visibilité face aux prédateurs. Deux pressions s'opposent :
-
la sélection sexuelle favorise l'ornement (plus de partenaires) ;
-
la sélection naturelle le limite (moins de survie).
Ce qui compte, c'est le bilan global sur le nombre total de descendants (nombre de partenaires × survie). Le caractère évolue tant que le gain en partenaires dépasse la perte de survie, puis se stabilise à un équilibre lorsque les deux effets se compensent.
Ce raisonnement explique des situations observées : chez les guppys, les mâles sont moins colorés dans les rivières à forte prédation. Là, le coût de la couleur (être vu des prédateurs) est plus élevé : la sélection naturelle pèse davantage. Pour tester une telle hypothèse, on compare des populations qui diffèrent par une seule variable (la prédation) en mesurant la coloration, avec des rivières « témoins » à faible prédation.
Chez un oiseau, des mâles dont la queue a été allongée artificiellement de 20 % obtiennent 40 % de partenaires en plus que des mâles témoins, mais leur survie annuelle…
Chez un oiseau, des mâles dont la queue a été allongée artificiellement de 20 % obtiennent 40 % de partenaires en plus que des mâles témoins, mais leur survie annuelle passe de 70 % à 55 %.
- a) Calculer la variation relative de survie.
- b) Discuter l'équilibre entre sélection sexuelle et sélection naturelle.
- c) Prévoir l'évolution de la longueur moyenne de la queue dans la population, en justifiant.
Chez des guppys, les femelles préfèrent les mâles très colorés en orange ; dans les rivières à forte prédation, les mâles sont en moyenne moins colorés que dans celles à…
Chez des guppys, les femelles préfèrent les mâles très colorés en orange ; dans les rivières à forte prédation, les mâles sont en moyenne moins colorés que dans celles à faible prédation.
- a) Formuler une hypothèse expliquant cette différence.
- b) Proposer un protocole d'observation ou de comparaison de données pour la tester (variables, témoins).
- c) Discuter pourquoi un caractère « extravagant » peut persister malgré son coût.
Retour au début : la queue du paon persiste parce que les mâles qui la portent ont beaucoup plus de descendants, ce qui compense son coût pour la survie.
L'essentiel
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La communication intraspécifique relie un émetteur et un récepteur par un signal visuel, sonore, chimique ou hormonal.
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Le dimorphisme sexuel désigne les différences de caractères sexuels secondaires entre mâles et femelles.
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La sélection sexuelle favorise les caractères qui augmentent le nombre de partenaires : choix (intersexuelle) ou compétition (intrasexuelle).
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Un ornement est souvent un signal honnête de qualité.
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Il a un coût pour la survie : le caractère évolue vers un compromis entre sélection sexuelle et sélection naturelle.