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6 mars 2010 6 06 /03 /mars /2010 12:08

On mesure mal les ravages causés par le débarquement de l’espèce humaine dans les écosystèmes de certaines parties du globe. Les îles et les terres australes, qui abritent des espèces endémiques très particulières, ont vu leur biodiversité bouleversée par les effets de la présence de l’homme. Les espèces biologiques qui se sont éteintes suite à ces débarquements sont innombrables, que ce soit suite à l’implantation des populations indigènes il y a des milliers d’années, ou la colonisation européenne plus récente.

 

Parmi les sauvetages – peut-être - réussi, il faut citer l’histoire du kakapo, animal étrange et emblématique de cette partie du monde, dont les tentatives de sauvegarde hors du commun ont mis en lumière une théorie  de la biologie des années mille neuf cent soixante-dix : la théorie de Trivers-Willard.

 

Le kakapo, un perroquet hors normes

 

kakapo 7La Nouvelle-Zélande est un territoire qui s’est détaché de l’Australie et de l’Antarctique quand le supercontinent Gondwana s’est fragmenté il y a 80 millions d’années. En plus de ses 2 grandes îles, elle constitue un archipel de 700 îles qui se caractérise par la très haute endémicité de sa faune, liée à son caractère insulaire et son long isolement.

 

La faune aviaire de Nouvelle-Zélande a perdu la moitié de ses espèces depuis sa colonisation par les polynésiens, il y a un peu plus de 1000 ans. Dans cette faune, le kakapo (Strigops habroptilus) est une espèce de perroquet tout à fait inhabituelle, au bord de l’extinction, et qui a maintenant disparu à l’état sauvage. C’est le plus gros de tous les perroquets (4 kg pour 65 cm) et, dans ces iles qui ne contenaient pas de mammifères prédateurs, l’espèce a perdu l’aptitude de voler au cours de son évolution : le kakapo se déplace principalement sur le sol des forêts, un peu à la manière d’une poule, se nourrissant de végétaux, de fruits et de graines. Deux autres caractéristiques ajoutent à son étrangeté : sa longévité exceptionnelle (plus de 60 ans), et son odeur fruitée et musquée (caractéristique habituellement présente chez les mammifères).

 

Placide et trapus, l’animal tient de son mode de vie nocturne et de sa tête large son surnom de perroquet-hibou. Son taux de reproduction est assez faible : il a une reproduction cyclique tous les 2 à 5 ans.

Endormis dans des trous du sol en journée, les oiseaux mènent une vie solitaire en dehors des périodes de reproduction. Au cours de ces périodes, les mâles, beaucoup plus gros que les femelles, se regroupent sur des arènes et produisent grâce à un « sac pulmonaire » des claquements sonores comme des détonations, entendus à plus de 5 km, qui servent à attirer les femelles éparses dans les sous-bois. Les mâles crient en moyenne 8 heures et peuvent produire de nombreuses « détonations » par nuit, ceci durant 3 à 4 mois pendant lesquels ils peuvent perdre jusqu’à la moitié de leur poids. La nidification se fait dans des trous dans le sol de la forêt, et la femelle, qui s’occupe seule des jeunes (1 à 2 jeunes par couvée), s’absente la nuit pour aller se nourrir.

 

Dés l’arrivée des hommes, le kakapo, qui était répandu dans les 2 grandes îles néozélandaises, a commencé à décliner du fait des activités humaines (déforestation, chasse et destruction du couvert végétal par le bétail, les cervidés et les lapins importés), mais surtout du fait de l’introduction de prédateurs terrestres face auxquels il était désarmé.

 

Des tentatives de sauvetage successives

 

Dressons la chronologie de la disparition des kakapos de la faune sauvage néo-zélandaise et des moyens considérables mis en œuvre pour les sauvegarder :

 

carte nouvelle-zelande1894 : les autorités s’alarment de la raréfaction croissante de cette espèce emblématique : 300 à 400 individus sont alors capturés et transférés sur une île du Fiorland dépourvue de prédateurs. Hélas, dans les années qui suivent des hermines envahissent l’île et dés 1900 toute la population de kakapos transférée est décimée !

 

1950 à 1973 : en 1950 l’espèce a totalement disparu de l’île du nord. Une soixante d’expéditions successives partent à sa recherche dans le Fiorland : on capture 6 individus, tous des mâles, et on commence à accumuler des données scientifiques sur le mode de vie de l’espèce.

 

1977 : on trouve 18 nouveaux mâles dans le Fiorland, mais encore une fois aucune femelle : on pense l’espèce condamnée.

Sur l’île de Stewart, qui ne contient pas d’hermines et de furets, on découvre une population de 200 individus qui comprend des femelles. Des transferts d’individus vers d’autres iles sont entrepris.

 

1983 : des études ont montré que la population de l’île de Stewart subit une forte prédation des chats harets et des kiores. Dans l’ensemble de l’archipel, en tenant compte des transferts, la population totale des kakapos n’est plus que de 71 individus.

 

1986 : la population totale à chuté à 66 individus.

 

1987 : les autorités prennent la décision de transférer tous les individus de l’île de Stewart vers 2 ilots voisins dépourvus de prédateurs, et on leur adjoint 5 des mâles capturés dans le Fiorland pour accroitre la diversité génétique. Un plan décennal de sauvegarde est mis en place avec l’élimination des cervidés concurrents du kakapo, l’apport de nourriture (fruits et graines), la protection et la surveillance continuelle de tous les nids (caméras) et de tous les individus (baguage).

 

kakapo 41995 : il s’avère que sur les ilots refuges les rats exercent une prédation sur les œufs et concurrencent les kakapos pour les ressources alimentaires. Seuls 12 poussins sont nés depuis le transfert et 3 ont survécu. La population totale a chuté à 51 individus, avec un fort déficit en femelles. Un nouveau plan d’action décennal est mis en place.

 

1998 : une éradication totale des rats est conduite avec succès sur l’île de Codfish, un des refuges des kakapo.

 

2001 : on parvient à éradiquer totalement les hermines de la seconde île refuge : il n’y a plus de prédateurs pour les kakapos. La population plafonne cependant à 62 individus et il existe un fort déséquilibre du sex-ratio en faveur des mâles. Il n’y a que 21 femelles adultes, la plupart sont âgées de plus de 25 ans et ne se sont jamais reproduites depuis 1982 : sur cette période de 20 ans seuls une quinzaine de poussins sont nés. Les études montrent que cette anomalie dans la répartition des sexes est en rapport avec le nourrissage artificiel de la population : les données recueillies entre 1982 et 2001 indiquent que les femelles non nourries artificiellement produisent 7 fois plus de femelles que celles qui le sont.

 

2002 : Ce constat permet de mettre en place une nouvelle stratégie de conservation, qui tient compte de la théorie de Trivers-Willard.


La théorie de Trivers-Willard, une théorie du sex-ratio

En 1973, le biologiste Robert Trivers et le mathématicien Dan Willard publièrent une hypothèse dans le domaine de la biologie de l’évolution relative à la répartition des sexes. Elle postule que si les parents ont une information sur leur descendance ils doivent investir dans le sexe de la descendance qui aura le plus grand succès reproductif, c'est-à-dire la descendance qui leur donnera le maximum de petits-enfants. Comme d’autres théories, l’hypothèse de Trivers-Willard dit que, dans certaines conditions, la valeur sélective (ou fitness) d’un individu se mesure sur la 2ème génération.

Cette hypothèse de sélection du sexe de la descendance s’inscrit dans le cadre plus vaste de la théorie des jeux évolutionnistes qui postule que, dans un contexte de compétitions entre individus, toute information qui permet à un individu de favoriser sa valeur sélective doit être utilisée.

 

Chez beaucoup d’espèces animales les mâles s’accouplent avec plusieurs femelles (espèces polygynes), et chez ces espèces il existe une grande disparité de reproduction des mâles : certains auront de nombreuses conquêtes alors que d’autres, à l’inverse, auront peu de chances ou de possibilités de copuler avec les femelles. En général ce sont les mâles en meilleure condition physique (les plus gros, les plus combatifs ou en meilleure santé) qui se reproduisent le plus, au détriment des mâles les plus faibles. Il existe également un rôle du rang social dans la hiérarchie du groupe : les mâles dominants ont un meilleur succès reproductif.

Par contre, chez ces espèces polygynes, les femelles ont un succès reproductif qui est assez indépendant de leurs conditions physiques : quel que soit leurs conditions physiques, bonnes ou mauvaises, elles auront des partenaires sexuels et se reproduiront.

La théorie de Trivers-Willard se base sur certains présupposés :

  • - La condition des parents influence la condition de la descendance ;
  • - Les différences dans la condition de la descendance persistent à l’âge adulte;
  • - Etre en bonne condition augmente le succès reproductif d’un sexe plus que l’autre.

Schéma Trivers-Willard

Schéma ci-dessus : sur la première ligne, les parents en bonne condition (grosses étoiles) produisent des descendants en bonne condition (gros cercle ou carré). Sur la seconde ligne, les parents en mauvaise condition (petites étoiles) produisent des descendants en mauvaise condition (petit cercle ou carré). Les descendants mâles en bonne condition peuvent s’accoupler avec toutes les femelles (traits noirs), quelle que soit la condition de ces dernières, ce qui n’est pas le cas des mâles en mauvaise condition.


Dans les espèces polygynes, si l’état des parents peut influencer d’une manière ou d’une autre l’état de leur descendance (sa taille, sa combativité ou sa santé), alors il devient également intéressant pour eux de pouvoir influencer son sexe. Il a été montré que c’est effectivement ce qui se passe chez de nombreuses espèces :

  • - Des parents en bon état physique produisent une descendance également en bonne condition physique. Pour ces parents d’espèces polygynes il est donc plus avantageux d’investir dans une descendance mâle, car sa condition physique assurera son succès reproductif face à des mâles plus faibles.
  • - A l’inverse, des parents en mauvaise condition physique, qui produiront une descendance plus faible, auront intérêt à investir dans une descendance composée de femelles car la condition physique de ces dernières n’influence pas leur succès reproductif dans une espèce polygyne.

Le terme « bonne condition » peut s’interpréter de nombreuses manières au delà de l’état physique, par exemple par le statut des parents dans la hiérarchie sociale du groupe, qui a une influence sur le succès reproductif de la descendance : ainsi dans l’espèce de macaques Macaca sylvanus, les rejetons mâles issus de femelles dominantes ont un meilleur succès reproductif que ceux des femelles non dominantes. Par conséquence les femelles dominantes donnent naissance à plus de mâles que les femelles non dominantes.

 

Trivers et Willard ne disposaient pas d’information sur les causes biologiques capables de produire des biais dans le sex-ratio. Il existe probablement plusieurs mécanismes en jeux suivant les espèces. En 2001 une hypothèse biochimique a été proposée pour l’expliquer : étant donné qu’une haute glycémie est corrélée à une bonne alimentation, et donc une meilleure condition physique, un haut niveau de glucose dans l’organisme des femelles en bonne condition favoriserait la survie des embryons mâles. Cette conclusion est fondée sur le fait que des blastocytes bovins mâles ont une survie améliorée en présence de hautes concentrations de glucose.

 

 

Des femelles kakapo trop nourries

 

kakapo 6Le nourrissage artificiel des oiseaux sur leurs 2 îles avait eu un effet positif sur leur santé : le poids des femelles avait augmenté de 15% et leur succès reproductif s’était amélioré (une plus haute proportion d’œufs ont donné naissance à des poussins). Cependant la fréquence de reproduction n’avait pas augmenté et un fort déséquilibre du sex-ratio en faveur des mâles s’était installé.

 

Quand la compétition pour les ressources, telles que la nourriture, est importante, les femelles kakapo sont toujours capables de trouver un partenaire et de produire des œufs. Par contre les mâles, qui s’épuisent à crier toute la nuit et s’accouplent avec plusieurs femelles, sont plus compétitifs vis-à-vis des autres mâles quand les ressources sont abondantes et que leur état physique est bon.

Si la condition des femelles influence celle de leur descendance, alors elles transmettront mieux leurs gènes à la descendance de 2ème génération si elles produisent des mâles plutôt que des femelles quand elles sont bien nourries. Les femelles kakapo altèrent donc la répartition des sexes de leur descendance en fonction de leur condition physique.

 

La stratégie de nourrissage artificiel a été revue en 2002 : les femelles n’ont été nourries qu’après la ponte. La reproduction de l’année fut excellente et sur 42 œufs fertiles pondus, 24 ont éclos. Chez les poussins produits on comptait 15 femelles pour seulement 9 mâles : la répartition des sexes s’était inversée. A l’inverse, dans les œufs qui n’avaient pas éclos le sex-ratio était de 12 mâles pour 6 femelles.

Le déséquilibre du sex-ratio provient donc de la surmortalité des embryons mâles : les femelles qui ne reçoivent pas d’apport alimentaire avant la ponte produisent plus de femelles que de mâles viables.

 

En ce qui concerne la théorie de Trivers-Willard, il est assez intéressant de noter qu’il s’agissait au départ d’une construction rationnelle, émise à priori, et que celle-ci a reçu une validation expérimentale dans un second temps. Ce mode de démonstration, qui est classique en physique, est assez rare en biologie : en général le processus de rationalisation est inverse, c’est une accumulation de faits, compilés et analysés, qui permettent de construire une théorie à postériori.

 

Le kakapo en sursis…

 

kakapo 82003 : la population s’élevait à 85 individus, soit une hausse de 68% depuis 1995, et avec une proportion importante de femelles.

 

2006 : un nouveau plan décennal a été mis en place, avec les objectifs d’atteindre un nombre de 60 femelles en 2016, un ambitieux programme de diffusion de l’espèce dans de nouveaux ilots et d’établir une population autonome sans intervention humaine.

Récemment un mâle perdu depuis 20 ans a été retrouvé et réintroduit dans la population pour augmenter sa diversité génétique.

 

2009 : la reproduction de l’année 2008 ayant été excellente,  la population en 2009 était de 123 individus.

 

On peut s’interroger sur les moyens considérables et les couts financiers investis dans la préservation des kakapos. En tout cas l’exemple illustre bien l’intérêt d’une approche scientifique et d’une étude rationnelle de la situation des espèces en voie d‘extinction. Sans une bonne analyse de la situation des kakapos l’espèce aurait été conduite vers une extinction certaine.

 

***

 

Référence : http://www.kakaporecovery.org.nz/

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commentaires

kaka 02/04/2015 17:19

parfait pour mon projet e science