Blanc SVSE 7 - Blanc - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie

Ecologie Sensorielle des Zones d'Hybridation en Environnement Lentique – SENSHYBLE

Habitat, evolution du système visuel et hybridation chez les tritons

La couleur de l’eau des sites où se reproduisent les tritons module l’efficacité de la reconnaissance spécifique et, sous certaines conditions, peut faciliter les erreurs d’appariement. Ainsi, les variations de l’habitat peuvent contribuer la formation d’hybrides entre les espèces mais aussi à l’évolution du système visuel des tritons.

Ecologie sensorielle dans les zones d’hybridation : influence de l’hétérogénéité de l’habitat

La variation de l’environnement sensoriel peut générer la production d’hybrides et entraîner sur le long terme la divergence des systèmes de communication (signaux, récepteur sensoriel, comportement). Nous testerons cette hypothèse chez le Triton palmé et le T. ponctué, en analysant les préférences sexuelles dans différentes conditions d’habitats, et évaluant les relations entre le taux d’hybridation et les caractéristiques de l’habitat d’une part et celles des photorécépteurs d’autre part.

La reconnaissance spécifique dans différents environnements simulés est mesurée par des tests comportementaux. Le séquençage des photorécepteurs identifie les pics de sensibilité afin de construire des modèles de vision des couleurs. La spectrométrie mesure les colorations des individus et les conditions visuelles dans lesquelles ils communiquent. Ces approches sont couplées à une analyse spatiale d’introgression pour détecter des déplacements de caractères du système de communication visuel.

A l’heure actuelle, les résultats marquants consistent en la mise en évidence d’une communication visuelle dans la gamme de longueur d’onde des ultraviolets lors du choix du partenaire sexuel et de la reconnaissance spécifique, une première chez les amphibiens. Nous avons également montré l’importance de la couleur de l’habitat sur l’efficacité de la reconnaissance spécifique. C’était la première étape avant de mesurer en nature la relation entre la couleur de l’eau et le taux d’hybridation.

L’objectif est de mieux comprendre les mécanismes proximaux de l’hybridation pour les espèces occupant une large gamme d’habitat. Nous nous concentrons en particulier les caractéristiques de l’habitat sensoriel. Cette dimension est actuellement peu considérée dans les actions de conservation. Elle peut pourtant être cruciale pour des petites populations menacées par l’hybridation avec une espèce native ou allochtone.

Deux articles scientifiques sont en cours de publication dans des revues internationales sur l’importance des ultraviolets et de la couleur de l’habitat aquatique dans la reconnaissance spécifique. Ces travaux ont donné lieu à trois conférences dans des congrès internationaux en écologie du comportement, biologie évolutive et herpétologie.

L’isolement reproducteur est central au processus de spéciation. Des facteurs écologiques et non écologiques expliquent la divergence des taxons. Comment les facteurs écologiques, l’habitat en particulier, facilitent ou limitent l’isolement reproducteur et quel est le rôle relatif de ces deux types de facteurs dans la spéciation sont des questions activement étudiées. Les zones d’hybridation sont des expériences naturelles pour aborder ces questions. Les coûts de l’hybridation génèrent souvent des déplacements de caractères des composants impliqués dans la sélection du partenaire. Le déplacement de caractères est donc une étape importante qui contribue à compléter l’isolement reproducteur en stoppant le flux de gènes interspécifique. Ce processus nommé renforcement a reçu beaucoup d’attention. Toutefois, dans quelle mesure les facteurs écologiques proximaux, comme l’habitat, favorisent ou empêchent la reconnaissance spécifique, l’isolement reproducteur et le renforcement chez les animaux n’est pas encore bien compris. L’écologie sensorielle étudie le rôle des facteurs écologiques, l’habitat en particulier, sur l’évolution des systèmes de communication. Cette approche intègre explicitement les composantes physiques et chimiques de l’environnement. Elle peut donc aider à identifier des mécanismes souvent définis en termes généraux dans la théorie de la spéciation.

Deux questions sont d’un intérêt particulier. (i) La part relative des interactions interspécifiques et de l’habitat dans les déplacements de caractère. Les gradients environnementaux génèrent des patrons de divergence similaires aux déplacements de caractères. Dans les zones de tension larges, les conditions de transmission des signaux peuvent varier de façon clinale et brouiller la réponse du système de communication à la présence d’une autre espèce. (ii) La distribution des tâches d’habitat avec des caractéristiques de transmission des signaux différentes. Le modèle des zones d’hybridation en mosaïque suppose que chaque espèce exploite un type d’habitat et que les hybrides sont formés à l’écotone. Il est peu probable qu’il reflète la réalité car la fitness des hybrides peut varier avec la qualité des habitats. De même, la reconnaissance spécifique peut varier en fonction des conditions locales de transmission des signaux et le risque d’hybridation dépendre de l’habitat. La fitness des formes parentales et hybrides ne sont pas nécessairement liées à l’habitat sous cette hypothèse. Comment l’environnement sensoriel détermine (i) la variation spatiale des traits impliqués dans la reproduction et (ii) la dynamique à long terme des zones d’hybridation est encore largement à déterminer.

Le projet est centré sur l’écologie visuelle de deux tritons. En raison de leur niche large, la reconnaissance spécifique se déroule probablement sous des conditions variables dont toutes ne sont pas favorables à une discrimination efficace. La couleur de l’eau varie fortement entre sites de reproduction. Le niveau de turbidité des mares change également, ce qui perturbe la communication visuelle et affecte l’expression des caractères sexuels secondaires. Les deux tritons offrent une situation unique. Un déplacement de caractère semble exister à une large échelle et le taux d’hybridation semble gouverné par les conditions environnementales locales. Premièrement, nous testerons l’hypothèse d’un déplacement de caractère reproductif en analysant les variations du système visuel et de l’habitat en relation avec une analyse phylogéographique qui déterminera la séquence d’apparition des différents ornements des mâles. Deuxièmement, nous analyserons l’ajustement du système visuel des deux espèces à leur habitat dans différentes parties de leur aire de distribution et nous déterminerons sous quelles conditions cet ajustement existe. Finalement, nous estimerons la relation entre le taux local d’hybridation et le niveau d’ajustement entre le système de communication visuel et l’habitat.

Coordination du projet

Marc Théry (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR EST) – thery@mnhn.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CNRS - Université Montpellier 2 CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE LANGUEDOC-ROUSSILLON
Université d'Angers UNIVERSITE D'ANGERS
CNRS - MNHN CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR EST

Aide de l'ANR 299 994 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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