Ornement biologique - Biological ornament

Un ornement biologique est une caractéristique d'un animal qui semble remplir une fonction décorative plutôt qu'une fonction utilitaire. Beaucoup sont des caractéristiques sexuelles secondaires , et d'autres apparaissent sur les jeunes oiseaux pendant la période où ils dépendent de l'alimentation de leurs parents. Les ornements sont utilisés dans les parades pour attirer les partenaires , ce qui peut conduire au processus évolutif connu sous le nom de sélection sexuelle . Un animal peut secouer, allonger ou étendre son ornement afin d'attirer l'attention du sexe opposé, qui à son tour choisira le plus attrayant avec lequel s'accoupler . Les ornements sont le plus souvent observés chez les mâles et le choix d'un mâle aux ornements extravagants profite aux femmes, car les gènes qui produisent l'ornement seront transmis à sa progéniture , augmentant ainsi leur propre aptitude à la reproduction . Comme Ronald Fisher l'a noté, la progéniture mâle héritera de l'ornement tandis que la progéniture femelle héritera de la préférence pour ledit ornement, ce qui peut conduire à une boucle de rétroaction positive connue sous le nom d' emballement de pêcheur . Ces structures servent d'indices au comportement sexuel des animaux , c'est-à-dire que ce sont des signaux sensoriels qui affectent les réponses d'accouplement. Par conséquent, les traits ornementaux sont souvent sélectionnés par le choix du partenaire.

Sélection sexuelle

Il existe plusieurs explications évolutives de la présence d'ornements. Darwin a été le premier à émettre l'hypothèse correcte que la sélection sexuelle par choix féminin était responsable de l'évolution d'un plumage élaboré et de manifestations remarquables chez les oiseaux mâles tels que le quetzal et le tétras des armoises . La sélection sexuelle est la sélection agissant sur la variation entre les individus dans leur capacité à accéder aux partenaires d'accouplement. Dans son livre, The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex écrit en 1871, Darwin était perplexe devant l'ornementation élaborée que les mâles de certaines espèces ont parce qu'ils semblaient nuire à la survie et avoir des conséquences négatives sur le succès de la reproduction. Darwin a proposé deux explications à l'existence de tels traits: ces traits sont utiles dans le combat homme-homme ou ils sont préférés par les femmes.

Plus récemment, de nombreuses théories alternatives de sélection sexuelle ont été proposées, beaucoup d'entre elles centrées sur l'idée que les ornements masculins élaborés permettent aux femmes d'évaluer la `` qualité '' des gènes d'un homme afin qu'elle puisse s'assurer que sa progéniture obtienne les meilleurs gènes (santé , vigueur physique, etc.). En 1975, Amotz Zahavi a proposé le principe du handicap , qui est l'idée que les ornements masculins élaborés sont en fait un handicap et que les mâles avec de tels ornements démontrent leur qualité physique en montrant qu'ils peuvent survivre malgré un tel handicap. Les partenaires potentiels savent que l'ornement indique la qualité parce que les partenaires inférieurs ne pouvaient pas se permettre de produire des ornements aussi extravagants. Plus spécifiquement, les ornements peuvent indiquer la qualité génétique sous-jacente du mâle, par exemple, chez les paons, la taille et la symétrie de leur queue sont largement dictées par la génétique. En d'autres termes, chaque paon cultive la meilleure queue possible et seuls ceux qui ont la plus haute qualité génétique peuvent produire les queues les plus impressionnantes. La queue d'un paon est un signal honnête pour la femelle pour déterminer l'état de santé d'un partenaire potentiel.

En 1982, William Hamilton et Merlene Zuk ont ​​proposé que les ornements masculins puissent permettre aux hommes en bonne santé d'annoncer le fait qu'ils sont exempts de maladies et de parasites, une théorie qui est maintenant connue sous le nom d'hypothèse du «mâle brillant». Selon cette hypothèse, si un animal était malade, il ne serait pas capable de faire pousser un plumage si joliment coloré. Étant donné que la maladie est une source majeure de mortalité juvénile, les femelles choisiraient les mâles avec les ornements les plus élaborés pour s'assurer qu'elles auront une progéniture en bonne santé.

Exemples

Le poisson lekking mâle, Rutilus , affiche des couleurs élaborées dans ses écailles

L'ornementation est un trait biologique commun observé chez les oiseaux. Le quetzal mâle a une ornementation élaborée pour faciliter l'accouplement. Les quetzals mâles ont les couvertures alaires, le dos, la poitrine et la tête vert irisé et le ventre rouge. Pendant la saison des amours, les quetzals mâles développent des plumes de queue jumelles qui forment un train étonnant jusqu'à trois pieds de long (un mètre) avec des couleurs vives. La plupart des quetzals femelles n'ont pas d'ornementation et sont ternes. La coloration et la longueur des plumes de la queue des quetzals aident à déterminer le choix du partenaire parce que les femelles choisissent les mâles les plus richement ornés.

Parmi les autres oiseaux qui présentent des ornements, citons les tétras des armoises et les veuves . Les oiseaux de tétras des armoises se rassemblent dans un lek , ou dans une zone d'exposition spéciale, et se pavanent et affichent leur plumage pour attirer un partenaire. Alors que les plumes extraordinaires de la queue du mâle veuve à longue queue sont présentées aux femelles exigeantes tandis que le mâle vole au-dessus de son territoire de prairie.

Une ornementation biologique est également observée chez le poisson gardon commun , Rutilus rutilus . Les gardons mâles développent des ornements sexuels (tubercules reproducteurs) pendant la saison de reproduction. Les gardons affichent un comportement de frai semblable à celui des leks , les femelles choisissant entre les mâles, choisissant généralement les mâles les plus richement ornés.

Fonctions alternatives

Un mâle cerf rouge cerf avec des bois volumineux utilisés comme armes

Leurres

Il existe de nombreux cas dans lesquels les décorations peuvent sembler ornementales mais remplissent en fait d'autres fonctions. Par exemple, certaines espèces d'araignées décorent leurs toiles avec des ornements chatoyants afin d'attirer des proies. Les araignées Orb-Weaver utilisent des ornements de toile élaborés de couleur ultraviolette pour attirer les abeilles qui se spécialisent dans la prise de nectar de fleurs de couleur similaire. À son tour, l'araignée capture l'abeille dans son nid et récolte les bienfaits de la nourriture. Dans ce cas, ce qui peut sembler être un ornement pour attirer les partenaires est en fait utilisé comme un leurre pour piéger la nourriture.

Armements

Les armements sont des armes anatomiques qui ont évolué parmi les espèces dont les mâles se font concurrence intra-sexuellement pour accéder aux femelles. Les armements sont utilisés dans des concours directs pour l'opportunité de s'accoupler ou pour les ressources nécessaires pour attirer des partenaires. Ces armes telles que les défenses, les bois, les cornes, les éperons et les lèvres augmentent le succès dans la rivalité entre les concurrents pour gagner ou maintenir la domination, contrôler un harem ou accéder à des territoires. et antilope; les coléoptères scarabées, lucanides et cérambycidés; certains poissons et narvals. Un mâle en pleine santé physique perdra ses bois plus tard qu'un mâle plus faible. Les bois durcissent juste avant la saison de reproduction et tombent après, et ils ne se produisent que chez les mâles (sauf chez le caribou). Les bois sont largement utilisés pour les combats et les allumettes rituelles de bois à bois.

Utilisation dans les parades nuptiales

Un paon mâle courtisant un paon femelle avec sa grande queue

Les ornements biologiques sont utilisés dans les parades nuptiales de nombreuses espèces, en particulier les insectes, les poissons et les oiseaux. Un ornement bien connu utilisé dans les parades de cour est vu chez les paons . Les paons mâles se répandent et secouent la queue pour attirer et impressionner les partenaires potentiels. Les paons choisissent les paons avec le plus grand nombre de taches oculaires sur la queue, car seuls les paons les plus sains peuvent se permettre de détourner l'énergie et les nutriments vers un plumage coûteux et encombrant, comme l'explique le principe du handicap. Une ornementation plus élaborée augmente la probabilité qu'un mâle s'accouplera et il a été démontré qu'elle affecte la survie de leur progéniture. Il a été démontré que la progéniture de mâles avec des taches oculaires plus grandes sur leurs queues ornées pèse plus et étaient plus susceptibles d'être en vie après 2 ans que la progéniture de mâles avec moins de taches oculaires.

Les ornements qui jouent un rôle dans la reproduction se développent sous l'influence de deux séries de gènes. Premièrement, il se développe à partir de gènes chez les mâles qui déterminent la présence et les caractéristiques de l'ornement, et deuxièmement, il se développe à partir de gènes chez les femelles qui l'attirent vers ce type d'ornementation. Des études importantes à ce sujet ont été menées chez la mouche aux yeux de la tige , montrant que les femelles sont attirées par des partenaires qui partagent des caractéristiques avec leurs pères. Par conséquent, la sélection sexuelle est un mécanisme qui affecte différemment les deux sexes. Au départ, un ornement peut avoir été sélectionné pour des raisons non liées à la reproduction, mais avec le temps, la caractéristique peut devenir exagérée en raison de la sélection sexuelle. Les femelles choisiront une ornementation de plus en plus élaborée, ce qui représente de meilleures compétences de survie, car le mâle avec ces caractéristiques doit être suffisamment en forme pour gérer l'attention indésirable des prédateurs qui accompagne l'ornement. Par conséquent, les mâles avec l'ornementation la plus extrême auront plus de progéniture, et le gène de la «voyance» sera transmis. Cette évolution peut alors conduire à des organes de taille excessive pouvant devenir gênants pour les mâles, comme de grosses queues touffues, des plumes brillantes, etc. Le point d'équilibre est atteint lorsque leur ornementation devient trop handicapante pour la survie du mâle, et la sélection naturelle «vitale» se met à l'œuvre, modifiant la caractéristique exagérée jusqu'à ce qu'elle atteigne un point d'équilibre.

Les ornements sexuellement sélectionnés des mâles peuvent imposer des coûts de survie, mais faire progresser le succès dans la compétition pour les partenaires. La chose intéressante à propos des ornements sexuels est qu'ils entravent les chances de survie du mâle, mais ils continuent d'être transmis de génération en génération. Plus les plumes de la queue du paon mâle sont grandes ou plus les plumes des oiseaux sont brillantes, plus il leur est difficile d'échapper aux prédateurs et de manœuvrer à travers les arbres, et plus ils auront besoin de nourriture pour développer l'ornement. La queue d'un paon réduit presque certainement la survie du paon car elle réduit la maniabilité, la puissance de vol et rend l'oiseau plus visible pour les prédateurs. Les ornements ont donc un effet important sur l'aptitude des animaux qui les portent, mais les avantages d'avoir un ornement doivent l'emporter sur les coûts de transmission.

Favoritisme parental chez les oisillons

Une foulque adulte nourrit sa progéniture

Il a été démontré que l'ornementation biologique affecte le favoritisme parental chez les oisillons. Cela peut être observé plusieurs espèces d'oiseaux aquatiques. Par exemple, les bébés foulques américaines éclosent avec de longs panaches à pointe orange sur le dos et la gorge qui fournissent des signaux aux parents utilisés pour déterminer les individus à nourrir préférentiellement. Dans des expériences dans lesquelles les ornements ont été physiquement modifiés sur les bébés foulques, une ornementation élaborée s'est avérée bénéfique pour les jeunes descendants. Les individus ornés recevaient des repas plus fréquents des parents. Par conséquent, les taux de croissance relatifs des poussins ornés étaient beaucoup plus élevés que ceux des poussins modifiés expérimentalement.

Ornementation féminine

Les mâles sont généralement plus ornés que les femelles. La théorie classique de la sélection sexuelle note que, parce que les spermatozoïdes sont moins chers à produire que les ovules, et parce que les mâles se disputent généralement plus intensément les opportunités de reproduction et investissent moins dans les soins parentaux que les femelles, les mâles peuvent obtenir de plus grands avantages pour la condition physique en s'accouplant plusieurs fois. Par conséquent, la sélection sexuelle entraîne généralement des différences sexuelles biaisées par les hommes dans les caractères sexuels secondaires , qui sont des parties du corps non reproductives qui aident à distinguer les sexes d'une espèce.

L'ornementation féminine a longtemps été négligée en raison de la plus grande prévalence d'expositions élaborées chez les hommes. Cependant, les circonstances dans lesquelles les femmes auraient intérêt à signaler honnêtement leur qualité sont limitées. On ne s'attend pas à ce que les femelles investissent dans l'ornement à moins que les avantages de remise en forme de l'ornement dépassent ceux d'investir les ressources directement dans la progéniture. Un exemple de scénario dans lequel l'ornementation féminine se produit est dans le syngnathe . Au sein de cette espèce de poisson, les rôles sexuels sont inversés de sorte que le mâle est responsable des soins postzygotiques. En conséquence, les femmes doivent se disputer l'accès aux soins parentaux masculins. Ainsi, les femelles ont été sélectionnées pour l'ornementation car l'avantage de produire l'ornementation, à savoir les soins paternels masculins, l'emporte sur les coûts, tels que les besoins énergétiques. Plus particulièrement, leur venter devient plus coloré pendant la saison de reproduction. Les mâles ont tendance à préférer les femelles avec des ventres plus colorés, les recherches montrant qu'il existe une association positive entre cet ornement et la condition de la femelle. Comme cette ornementation indique de manière fiable la qualité du compagnon, elle peut être considérée comme un signal honnête . Chez les phalaropes et le dotterel eurasien , les femelles sont plus colorées que les mâles, et ce sont les mâles qui sont principalement responsables des soins parentaux.

Il a été proposé que lorsque les femelles tirent des avantages directs de l'accouplement, les femelles peuvent plutôt être sélectionnées pour une ornementation qui trompe les mâles sur leur état de reproduction. Dans les mouches de danse empidides, les mâles offrent souvent des cadeaux nuptiaux et c'est généralement uniquement à la femelle qui est ornée. Il a été suggéré que les traits femelles des empidides , tels que les sacs abdominaux et les écailles de pattes pennées élargies, «trompent» les mâles dans les accouplements en masquant la maturité des œufs.

Références et notes