L’évolution des préférences sexuelles peut-elle créer de nouvelles espèces ?

Source: The Conversation – France (in French) – By Thomas Broquet, Chargé de recherche en génétique des populations, Centre national de la recherche scientifique (CNRS)

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L’ESSENTIEL

• Les parades amoureuses sont primordiales dans le règne animal.

• Cependant, au sein d’une même espèce, il peut arriver que les attributs valorisés pour le choix d’un partenaire changent d’une population à une autre.

• Ces différences peuvent-elles, à elles seules, faire naître de nouvelles espèces ? Les chercheurs en biologie évolutive Thomas Broquet et Basile Pajot nous expliquent comment l’on pourrait répondre à cette vaste question.

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Quelque part en Europe de l’Ouest, une hirondelle venue de loin, à l’est, rencontre un mâle du coin. C’est le printemps. Elle l’observe et le jauge. Mais ce mâle arbore un plumage ventral bien trop pâle, peu attractif pour cette femelle venue d’Orient, où sont prisés les poitrails plus colorés.

Pourtant capables de très longs vols, les hirondelles de ces deux populations se mélangent donc peu. D’est en ouest, plumages mâles et préférences femelles définissent des frontières entre groupes d’individus : populations, sous-espèces, ou espèces, selon la perméabilité de ces barrières.

On sait que la différenciation des préférences sexuelles a ainsi contribué à l’extraordinaire diversité d’espèces observées aujourd’hui dans le monde animal. Mais de nombreuses questions subsistent : pourquoi cela s’incarne-t-il par exemple avec un poitrail plus clair chez une population, plus coloré chez l’autre ? Comment cet isolement sexuel entre espèces apparait-il ? Comment évolue-t-il jusqu’à dissocier complètement deux populations, ainsi devenues deux espèces distinctes ?
Tâchons donc de faire le point sur ce que l’on sait et ce que l’on ignore encore.

Signal mâle, choix femelle

Chez de nombreuses espèces, les individus femelles exercent leur préférence pour les individus mâles, qui se manifestent de leur mieux afin d’être choisis.

Pour ces derniers, l’enjeu est considérable : l’abondance de leur progéniture dépend beaucoup du nombre de leurs partenaires sexuels. Il leur faut donc être les plus attractifs possible. À l’inverse, le nombre de descendants des femelles (pour l’hirondelle, le nombre d’oeufs) dépend essentiellement de leur propre fécondité. Pour elles, il s’agit donc de maximiser la qualité de leurs partenaires (qui peut s’exprimer par exemple par le soin parental apporté par le père d’une couvée, ou la qualité du patrimoine génétique transmis) plutôt que le nombre de partenaires. Ainsi dans le monde animal revient souvent aux mâles le rôle de la parade, aux femelles celui du choix.

Des exceptions riches en enseignements

Cette règle générale a bien sûr ses exceptions, d’ailleurs riches d’enseignements pour l’évolutionniste. Chez le chevalier grivelé, un petit oiseau échassier d’Amérique du Nord, les femelles pondent quatre œufs par couvée et laissent aux mâles le soin de s’en occuper jusqu’à l’éclosion. Cela leur permet de doubler, tripler, voire quintupler le nombre de nichées, avec autant de pères différents.

Chez cette espèce comme chez quelques autres qui présentent ainsi des rôles « inversés » (pensez aux mâles incubateurs chez les hippocampes), ce sont logiquement les femelles qui rivalisent pour l’accès aux mâles. Dans le cas du chevalier, elles le font d’ailleurs en s’affrontant violemment plutôt qu’à travers un processus de choix mâle.

Mais chez la plupart des animaux donc, ce sont aux mâles de s’annoncer. Par la couleur, par le chant, par l’odeur, ils s’affichent. Par la vue, l’ouïe, l’odorat, et parfois même le toucher, les femelles trient et choisissent. Chez la rainette verte par exemple, les femelles écoutent les chants et observent les couleurs pour faire leur choix au printemps. Les attributs les plus attractifs permettent à certains mâles de se reproduire avec plusieurs femelles, quand leurs compétiteurs moins heureux verront eux leur patrimoine génétique transmis moins efficacement, voire pas transmis du tout.

D’une génération à l’autre

À la génération suivante, on recommence. Si les caractères mâles ont une base génétique héritable au moins partielle, alors les fils des chanteurs attractifs chanteront également un peu mieux que la moyenne. Ce chant peut être un peu plus grave, ou plus aigu, ou plus complexe, ou précéder celui des autres de quelques millisecondes, peu importe tant qu’il est plus désirable.

Pour peu que les filles de ces chanteurs expriment des exigences également héritables qui ciblent ce type de chant, alors la boucle est bouclée : caractères sexuels mâles et préférences femelles peuvent évoluer de concert, et même aller à l’encontre de la sélection naturelle. C’est par exemple le cas quand l’avantage sexuel du mâle tonitruant et contrasté est tel qu’il surclasse le désavantage d’attirer du même coup le prédateur en maraude.

Cette coévolution entraine parfois l’apparition d’exubérances qui semblent défier l’entendement, comme la roue du paon, l’encombrant bois de l’élan qui tombe et repousse chaque année un peu plus lourd, les offrandes nuptiales de certains insectes, ou bien les arches décorées des oiseaux jardiniers australiens qui servent d’écrin à leur parade.

Le signal doit-il être honnête ?

Souvent, le signal sur lequel s’exerce le choix est honnête : la rainette la plus attractive est également celle qui transmet un patrimoine génétique de bonne qualité à ses descendants, ce qui se traduit par une croissance plus rapide des têtards. En favorisant un certain type de chant, la femelle optimise donc les chances de survie de sa progéniture.

Les modèles théoriques suggèrent cependant que ce signal ne doit pas nécessairement être indicatif de « bons gènes » (ou de « gènes compatibles » entre partenaires). Bien que cela n’ait jamais été complètement démontré dans la nature, il est fort possible que le bénéfice du choix des femelles réside parfois uniquement dans l’avantage qu’auront leurs descendants mâles quand ils devront à leur tour se montrer les plus attirants.

Des préférences qui diffèrent d’une population à l’autre

La sélection sexuelle oriente ainsi les attributs des mâles et la préférence des femelles vers le rouge, le jaune, le contraste marqué, le son plus grave, la parade élaborée, l’odeur intense ou composite. Tout ceci se passe au sein d’une population.

Mais ces critères de choix peuvent simultanément être entraînés dans une direction différente dans une autre population, peut-être un peu plus loin, peut-être isolée dans une zone restée habitable pendant une période glaciaire. Lorsque des individus de ces deux populations entreront en contact, ils ne se reproduiront pas. Mais est-ce seulement car leurs critères de séduction auront divergé ? Autrement dit est-ce que goûts et couleurs peuvent à eux seuls aboutir à la création de deux espèces différentes ?

Ou bien est-ce que ces deux populations ont déjà, avant de se retrouver, accumulé des mutations qui se révèlent incompatibles ? Dans ce cas de figure-là, le choix de partenaire se développerait alors secondairement, favorisé par l’évitement des congénères trop divergents, avec lesquels l’hybridation produit peu de descendants viables ou fertiles. On parle alors de « renforcement » du choix de partenaire.

Tester ces hypothèses avec des crustacés

Pour tester ces hypothèses génériques il nous faut des espèces observables, manipulables si possible. À la station biologique de Roscoff, nous avons opté pour de petits crustacés marins du groupe des Jaera albifrons, des espèces de cloportes minuscules qui vivent le long de nos côtes.

Chez ces espèces, les mâles brossent le dos des femelles à l’aide de petites structures filamenteuses qui ressemblent à s’y méprendre à des poils. Il s’agit de soies sexuelles, portées par certaines des sept paires de pattes de ces petits crustacés, uniquement chez les mâles, et qui n’ont d’autre rôle que la parade sexuelle.

Chez une espèce par exemple, les mâles utilisent des soies courtes et denses regroupées en brosses sur leurs deux paires de pattes les plus postérieures. Chez une autre espèce, ce sont de longues soies courbes et plus souples, portées par les quatre paires de pattes les plus antérieures. Les mâles brossent. Les femelles choisissent. Sur nos côtes européennes il y a quatre espèces de cloportes dans le groupe Jaera albifrons, souvent présentes dans le même habitat, sous les mêmes cailloux découverts à marée basse. Seules la disposition de ces soies et la technique de brossage, chez les mâles, diffèrent. Comment en est-on arrivé là ?

Une expérience inédite

Pour répondre à cette question, nous avons créé de toutes pièces des populations expérimentales. Quelques dizaines de mâles et de femelles de deux espèces, en nombres égaux, dont nous analysons maintenant la descendance. Est-ce que le succès reproducteur d’un mâle avec les femelles de sa propre espèce dépend de la qualité de ses soies ? La réponse à cette question nous renseignera sur la sélection sexuelle en cours au sein de chaque espèce. Est-ce qu’ensuite ces mêmes attributs mâles déterminent leur succès auprès des femelles de l’espèce opposée ? Cette réponse nous aidera elle à déterminer si les processus de choix se déroulant au sein de chaque espèce sont à l’origine de l’isolement sexuel actuel entre espèces.

Une grande partie de notre travail repose par ailleurs sur l’analyse de la variation génétique de ces espèces, dans le but de comprendre comment sont déterminés et évoluent ces caractères sexuels.

D’autres barrières entrent en jeu

Au-delà de l’isolement sexuel, il est également important de noter que sur nos côtes, les petits crustacés que nous utilisons pour nos travaux sont souvent mélangés, mais pas toujours. Une espèce peut, au moins dans une région donnée, préférer les galets soumis à un écoulement d’eau douce qui ruisselle de la terre ferme à marée basse, quand d’autres seront trouvées en dehors de ces zones dessalées. Une autre espèce encore peut vivre préférentiellement sur certaines algues brunes plutôt que sous les galets. Ces différences de niches écologiques peuvent également participer à l’isolement reproducteur entre individus.

En vérité pour former deux espèces bien distinctes l’isolement sexuel seul ne suffit sans doute pas. Plusieurs barrières se combinent, il en existe toute une gamme. Une spécialisation dans des habitats un peu différents, des saisons de reproduction un peu décalées dans le temps, des incompatibilités génétiques… autant de frontières semi-perméables qui, ajoutées les unes aux autres, peuvent finalement empêcher tout échange entre deux populations. Ces populations peu à peu deviennent deux espèces filles issues d’une espèce ancestrale unique.

Mais se pose alors encore et toujours la question de l’origine des espèces : quelle barrière a lancé le processus ? Si ce mystère reste difficile à élucider, une chose est certaine : l’évolution liée à cette compétition acharnée pour la reproduction a contribué fortement à la fabuleuse diversification des animaux et des plantes à fleurs.

Thomas Broquet a reçu des financements de l’Agence nationale de la recherche (ANR).

Basile Pajot a reçu des financements de l’Agence nationale de la recherche (ANR).

– ref. L’évolution des préférences sexuelles peut-elle créer de nouvelles espèces ? – https://theconversation.com/levolution-des-preferences-sexuelles-peut-elle-creer-de-nouvelles-especes-291932

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