Cognition dans un monde changeant : exploration du potentiel évolutif des capacités cognitives en populations naturelles – EVOL-COG

Les capacités cognitives sont considérées comme étant au coeur de la flexibilité comportementale, façonnant le potentiel des individus à répondre rapidement aux changements environnementaux. Parmi ces capacités cognitives, l’innovation, l’apprentissage et l'inhibition sont variables entre espèces, et les études comparatives suggèrent qu’elles dirigent la capacité des espèces à gérer de façon optimale les variations spatio-temporelles de l’environnement. Cependant, on sait jusqu’ici très peu de choses sur le fait que ces capacités cognitives puissent montrer une variation adaptative intra-espèce et évoluer en réponse aux pressions de sélection dans des environnements changeants. Ces informations sont pourtant essentielles pour comprendre comment le potentiel évolutif des capacités cognitives peut façonner l’adaptation rapide des populations aux changements environnementaux passés mais aussi présents, induits par l’homme. Comme pour tout trait phénotypique, évaluer le potentiel évolutif des capacités cognitives en milieu naturel requiert de comprendre (i) la variation inter- et intra-individuelle de ces capacités, (ii) leurs liens avec les composantes de la valeur sélective individuelle et les mécanismes de causalité à l’origine de ces liens et (iii) leur héritabilité. Des connaissances actuellement lacunaires sur ces trois points empêchent d'estimer l’importance des capacités cognitives dans l'adaptation à un monde changeant. En utilisant deux modèles de passereaux complémentaires, nous étudierons ces trois points pour atteindre une compréhension synthétique des sources et des conséquences évolutives de la variation dans les capacités cognitives. Nous mettrons en oeuvre des approches puissantes, en particulier des expériences, des modèles mixtes de capture-recapture de pointe et des comparaisons à large échelle inter- et intra-populations pour faire avancer significativement notre compréhension du potentiel évolutif de trois capacités cognitives majeures, l’innovation, l’apprentissage et l'inhibition. Le projet est structuré en trois objectifs de recherche: 1. Quantifier la variation inter- et intra-individuelle des capacités cognitives dans des conditions environnementales contrastées pour éclairer la valeur adaptative de cette variation - Nous explorerons les fluctuations temporelles (intra-population) et spatiales (inter-population) des capacités cognitives ainsi que leurs liens avec les conditions environnementales, et explorerons ensuite la variation des capacités cognitives en fonction de l’âge (sénescence cognitive), à partir de mesures répétées. 2. Décortiquer les mécanismes comportementaux et physiologiques liant capacités cognitives à la valeur sélective - Nous testerons si les capacités cognitives façonnent l’efficacité des individus à utiliser l’information, à exploiter leur habitat et à nourrir leurs jeunes en utilisant une série d’expériences, et explorerons ensuite si les capacités cognitives et la valeur sélective peuvent être liées indirectement via une troisième variable latente, telle que le vieillissement et le stress oxydant. 3. Obtenir des estimations non biaisées de l’héritabilité de l’innovation et de l’apprentissage - Nous développerons et implémenterons des modèles combinant les approches de capture-recapture multi-états et de génétique quantitative pour estimer l’héritabilité de l’innovation et de l’apprentissage en tenant compte de la détection imparfaite des individus et de son hétérogénéité potentielle en milieu naturel. Pour atteindre ces objectifs, nous combinerons cognition, écologie comportementale et évolutive, écophysiologie et biostatistique, avec les expertises complémentaires des cinq partenaires impliqués. En nous emmenant considérablement au-delà des études typiques de cognition en milieu naturel, ce projet contribuera donc fortement à répondre à la question actuellement ouverte du potentiel évolutif des capacités cognitives en réponse à la variation environnementale.