La vie sociale chez les vertébrés Table des mati`eres
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Leçon de Contre-Option B<br />
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
Jean-Oli<strong>vie</strong>r Irisson<br />
irisson@norma<strong>les</strong>up.org<br />
http ://www.irisson.fr.st<br />
<strong>Table</strong> <strong>des</strong> matières<br />
I Préambule 2<br />
0.1 Idées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2<br />
0.2 Mots clefs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2<br />
II Corrigé 3<br />
1 Il existe différents types de sociétés <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés 3<br />
1.1 Des rassemblement simp<strong>les</strong> : le grégarisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />
1.2 Des rassemblements liés à la reproduction : le stade sub-social . . . . . . . . . . . . 3<br />
1.3 Élevage <strong>des</strong> jeunes sur un site commun : le stade colonial . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />
1.4 <strong>La</strong> coopération pour <strong>les</strong> soins aux jeunes : le stade communal . . . . . . . . . . . . . 4<br />
2 Éthologie de la socialité : la “<strong>vie</strong> <strong>sociale</strong>” 4<br />
2.1 L’importance et la diversité <strong>des</strong> mo<strong>des</strong> de communication . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />
2.2 Les stratégies reproductives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6<br />
2.3 <strong>La</strong> défense du territoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6<br />
2.4 <strong>La</strong> structuration <strong>sociale</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6<br />
3 Les causes ultimes (évolutives) de la socialité <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés 6<br />
3.1 Une histoire de bénéfices et de coûts : l’économie éthologique . . . . . . . . . . . . 6<br />
3.2 Quand l’économie est déficitaire : l’altruisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />
3.2.1 Aider <strong>des</strong> proches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />
3.2.2 Aider et se faire aider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />
3.2.3 Aider individuellement bénéficie au groupe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />
3.3 L’importance de l’environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />
4 Une société d’invertébrés <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés : <strong>les</strong> rats-taupes 13
III Plans alternatifs 13<br />
2
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
Première partie<br />
Préambule<br />
Les gran<strong>des</strong> idées à développer dans cette leçon sont détaillées ci-après le long d’un plan, le<br />
mien, et avec <strong>des</strong> exemp<strong>les</strong>, ceux que j’ai trouvés. Ce n’est évidemment pas le seul plan possible<br />
(et <strong>des</strong> alternatives sont proposées à la fin) ni <strong>les</strong> seuls exemp<strong>les</strong>. Il faut donc reprendre ces<br />
idées à votre compte et adapter ce “corrigé” à votre personnalité. Oui, on vous le dit souvent<br />
(trop peut-être) mais c’est parce que c’est important !<br />
0.1 Idées<br />
Idées importantes :<br />
– De nombreux sta<strong>des</strong> de socialité sont représentés <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés mais il n’existe qu’un<br />
exemple de vertébré eusocial (le rat-taupe). Or quand on parle de société, <strong>les</strong> premiers<br />
exemp<strong>les</strong> venant l’esprit, d’élèves notamment, sont <strong>les</strong> eu-sociétés d’invertébrés comme<br />
cel<strong>les</strong> <strong>des</strong> fourmis, <strong>des</strong> abeil<strong>les</strong> etc. Il est donc intéressant de souligner <strong>les</strong> différences par<br />
rapport à ces sociétés plus connues.<br />
– <strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> implique, <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés, <strong>des</strong> caractéristiques comportementa<strong>les</strong> assez<br />
conservées : importance <strong>des</strong> mo<strong>des</strong> de communication, territorialité, mode de reproduction<br />
particulier (souvent polygamie), hiérarchisation <strong>des</strong> individus.<br />
– Les causes évolutives de la socialité <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés sont très différentes de cel<strong>les</strong> jouant<br />
<strong>chez</strong> <strong>les</strong> invertébrés. Chez <strong>les</strong> vertébrés c’est un bilan bénéfices/coûts de la <strong>vie</strong> en groupe<br />
qu’il faut évoquer alors que <strong>chez</strong> <strong>les</strong> invertébrés c’est plus souvent la parenté génétique<br />
(sélection de parentèle) qui explique la cohésion <strong>sociale</strong> (non il n’y a pas de mauvais jeu<br />
de mot. . .).<br />
– Cela implique que l’environnement a une grand importance dans le maintien <strong>des</strong> sociétés<br />
de vertébrés étant donné qu’il influe sur le bilan bénéfices/coûts.<br />
– Il existe une société de vertébrés un peu particulière : la société humaine. S’il faut la<br />
mentionner, le propos n’est pas ici de tenter de l’expliquer.<br />
Idées à éviter :<br />
– Le sujet est <strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> et non <strong>La</strong> socialité. Il faut donc insister sur <strong>les</strong> caractéristiques<br />
de la socialité dans la <strong>vie</strong> : <strong>les</strong> comportements associés. Dans un cas comme dans l’autre<br />
il faut également parler <strong>des</strong> causes évolutives de la socialité mais dans le sujet qui nous<br />
intéresse il faut simplement y passer moins de temps.<br />
– Si la comparaison avec <strong>les</strong> sociétés d’invertébrés est parlante, il ne faut pas non plus<br />
construire toute la leçon comme un grand jeu “différences et points communs”. Il con<strong>vie</strong>nt<br />
donc de commencer à parler <strong>des</strong> sociétés de vertébrés pour el<strong>les</strong>-mêmes et de n’introduire<br />
la comparaison qu’après <strong>les</strong> avoir décrites complètement.<br />
0.2 Mots clefs<br />
grégarisme, stade sub-social, colonial, communal, territorialité, hierarchie, mutualisme, altruisme.<br />
3
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
Deuxième partie<br />
Corrigé<br />
Introduction<br />
On peut commencer par montrer plein de photos, vidéos etc. de sociétés de vertébrés (si<br />
possible <strong>des</strong> exemp<strong>les</strong> repris dans le 1 par soucis d’économie) pour arriver à<br />
– donner une définition large de société : “rassemblement d’individus de la même espèce” ;<br />
– montrer que le comportement social est présent dans beaucoup de taxons de vertébrés.<br />
Finir par une photo de société humaine histoire de montrer que vous ne nous avez pas oubliés<br />
mais dire dès l’introduction que ce cas particulier ne sera pas abordé étant donné que <strong>les</strong><br />
comportements associés et que <strong>les</strong> causes de l’évolution de nos types de société sont diffici<strong>les</strong> à<br />
traiter dans le cadre d’une leçon de biologie.<br />
Pour le reste : est-ce que toutes ces sociétés ont <strong>les</strong> mêmes caractéristiques Existe-t-il <strong>des</strong><br />
points communs à ces différentes <strong>vie</strong>s <strong>sociale</strong>s Peut-on expliquer leur existence à toutes de la<br />
même façon <br />
1 Il existe différents types de sociétés <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
Il faut commencer par décrire plusieurs exemp<strong>les</strong> de <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> afin de dégager leurs caractéristiques<br />
dans le 2. J’ai choisi de décrire un exemple de chaque “stade de socialité” tels<br />
qu’ils sont décrits par Wilson dans Sociobilogy, 1972. Cela déflore un peu le sujet étant donné<br />
que le classement est déjà fait mais permet d’avancer vite et d’être structuré.<br />
1.1 Des rassemblement simp<strong>les</strong> : le grégarisme<br />
Détailler un ou plusieurs exemp<strong>les</strong> : bancs de poissons [Aron et Passera, p. 184], chasse<br />
collective <strong>des</strong> buses de Harris [Aron et Passera, p.192]. . .<br />
Arriver à une définition de grégarisme : rassemblement d’animaux résultant de facteurs<br />
émanant de leurs congénères. Il est important de noter que ces rassemblements concernent la<br />
<strong>vie</strong> <strong>des</strong> animaux en général et pas uniquement la reproduction.<br />
1.2 Des rassemblements liés à la reproduction : le stade sub-social<br />
L’exemple <strong>des</strong> Cervidés se rassemblant en groupes reproductifs est intéressant. Il faut penser<br />
à détailler <strong>les</strong> caractéristiques de ces groupes : polygynie, combats pour le territoire et <strong>les</strong><br />
femel<strong>les</strong>, hiérarchisation <strong>des</strong> mâ<strong>les</strong> etc. [Aron et Passera, p. 176]<br />
Le stade subsocial est caractérisé par ces regroupements pour la reproduction ainsi que par<br />
l’existence de soins parentaux.<br />
1.3 Élevage <strong>des</strong> jeunes sur un site commun : le stade colonial<br />
L’exemple le plus évident de colonie est une colonie d’oiseaux marins. Aron et Passera, p.189,<br />
détaillent <strong>des</strong> caractéristiques de ces colonies mais le chapitre est peu illustré. Il faut penser à<br />
4
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
<strong>des</strong> photos, voire <strong>des</strong> films. Là encore, il faut en faire ressortir <strong>les</strong> caractéristiques : monogamie<br />
en général, importance de la communication etc.<br />
Le stade colonial est caractérisé par le fait que <strong>les</strong> comportements individuels de soin aux<br />
jeunes sont faits sur un site d’élevage commun. Attention, cela correspond à la définition large<br />
(anglo-saxonne) du terme de colonie. En effet la définition française est plus restrictive et suppose<br />
un lien physique entre <strong>les</strong> individus. Seuls certains Cnidaires satisfont alors la définition.<br />
1.4 <strong>La</strong> coopération pour <strong>les</strong> soins aux jeunes : le stade communal<br />
Un exemple de société de Primates peut être parlant. On pensera par exemple au comportement<br />
de toilettage <strong>chez</strong> <strong>les</strong> Singes verts, Cercopithecus aethiops, qui peut se faire entre adultes<br />
mais aussi envers <strong>les</strong> jeunes, qu’ils soient apparentés ou pas [Aron et Passera, p. 251]. Les caractéristiques<br />
de ces sociétés sont <strong>les</strong> soins mutuels mais aussi l’importance de la communication<br />
(cris) et la hiérarchisation <strong>sociale</strong>, souvent en rapport avec le comportement reproductif. Cependant<br />
toutes <strong>les</strong> sociétés de primates ne sont pas hiérarchisées et <strong>les</strong> comportements reproductifs<br />
sont divers [Aron et Passera, p. 232].<br />
Le stade communal est défini par cette coopération pour <strong>les</strong> soins aux jeunes.<br />
Conclusion du 1 Les définitions de chaque stade de socialité sont à trouver dans le Aron et<br />
Passera p. 55-57. On pourra au fur et à mesure construire le tableau de la Figure 1.<br />
Transition Le fonctionnement de chacune de ces sociétés a été approfondi et semble assez<br />
particulier. Quel<strong>les</strong> sont <strong>les</strong> caractéristiques <strong>des</strong> sociétés de vertébrés <br />
2 Éthologie de la socialité : la “<strong>vie</strong> <strong>sociale</strong>”<br />
L’objectif est de travailler à nouveau avec <strong>les</strong> mêmes exemp<strong>les</strong> et de classer leurs caractéristiques.<br />
Cela permet, pour vous, de ne pas avoir à chercher d’autres informations et<br />
pour <strong>les</strong> “élèves/jury” surtout, de ne pas avoir à appréhender de nouveaux éléments et de risquer<br />
d’être vite perdu. Cette partie n’apporte donc pas de nouvel<strong>les</strong> informations mais insiste<br />
sur <strong>les</strong> points principaux dégagés dans le 1. Les informations sont page 175 et suivantes du Aron<br />
et Passera.<br />
2.1 L’importance et la diversité <strong>des</strong> mo<strong>des</strong> de communication<br />
Dans tous <strong>les</strong> cas la communication intraspécifique a un rôle important. Pour illustrer cela<br />
on peut penser au bruit assourdissant que font <strong>les</strong> colonies d’oiseaux ou de singes : tous ces cris<br />
sont associés à la <strong>vie</strong> en groupe (d’où l’intérêt d’un film, avec du son, dans le 1.3).<br />
Mais tous <strong>les</strong> mo<strong>des</strong> de communication ne sont pas sonores. L’exemple <strong>des</strong> bancs de poissons<br />
dont la cohésion est maintenue par <strong>les</strong> signaux de pression (déplacement d’eau, sensation <strong>des</strong><br />
congénères à proximité), <strong>des</strong> signaux visuels (Figure 2) ainsi que probablement par <strong>des</strong> signaux<br />
chimiques illustre cela.<br />
5
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
Fig. 1 – Les degrés de socialité et leurs caractéristiques. Attention au terme Eusocial<br />
évolué. . .[Aron et Passera, p. 54]<br />
Fig. 2 – Le poisson corail du Pacifique, Dacyllus arvanus. L’alternance de ban<strong>des</strong> blanches<br />
et noires est utilisée comme signal visuel afin d’assurer le regroupement <strong>des</strong> individus en bancs.<br />
[Aron et Passera, p. 184]<br />
6
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
2.2 Les stratégies reproductives<br />
Les exemp<strong>les</strong> décrits en 1 mettent en valeur le fait que <strong>les</strong> caractéristiques <strong>des</strong> groupements<br />
sociaux sont souvent associées à une stratégie reproductive donnée. <strong>La</strong> polygamie (surtout une<br />
polygynie) est très répandue dans <strong>les</strong> groupes de mammifères par exemple (cerfs, singes etc.).<br />
Les groupements coloniaux d’oiseaux sont plutôt caractérisés par la monogamie.<br />
2.3 <strong>La</strong> défense du territoire<br />
En lien avec la socialité et très souvent aussi associés au comportement reproductif, <strong>les</strong><br />
phénomènes de défense d’un territoire sont une caractéristique fondamentale <strong>des</strong> sociétés de<br />
vertébrés. On pourra ici détailler un combat entre cerfs mâ<strong>les</strong> pour un territoire et un harem<br />
de femel<strong>les</strong>, comme dans la Figure 3.<br />
On pourra aussi mentionner <strong>les</strong> interactions à faible distance dans <strong>les</strong> colonies d’oiseaux,<br />
pour défendre leurs nids.<br />
2.4 <strong>La</strong> structuration <strong>sociale</strong><br />
Enfin de nombreuses sociétés de vertébrés sont caractérisées par l’existence d’une hierarchie<br />
au sein du groupe. On pourra faire ressortir cela à partir <strong>des</strong> exemp<strong>les</strong> du cerf et <strong>des</strong> singes (mâ<strong>les</strong><br />
dominants). Un autre exemple <strong>chez</strong> <strong>les</strong> primates peut permettre d’enfoncer le clou. L’ordre de<br />
marche très précis lors <strong>des</strong> déplacements de babouins hamadryas (Figure 4) est notamment<br />
intéressant.<br />
Transition Nous avons dégagé ce qui semble être <strong>les</strong> caractéristiques de la <strong>vie</strong> en société <strong>chez</strong><br />
<strong>les</strong> vertébrés. Après avoir traité le “comment” de la <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> nous pouvons nous intéresser au<br />
“pourquoi”, au niveau évolutif.<br />
3 Les causes ultimes (évolutives) de la socialité <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
L’idée de ce paragraphe est de donner <strong>des</strong> éléments expliquant la <strong>vie</strong> en groupe, quel que soit<br />
le taxon concerné, et de différencier <strong>les</strong> caractéristiques <strong>des</strong> sociétés de vertébrés de cel<strong>les</strong> <strong>des</strong><br />
sociétés d’invertébrés. En effet, le raisonnement est similaire dans <strong>les</strong> deux cas (un raisonnement<br />
économique qui considère <strong>les</strong> coûts et <strong>les</strong> bénéfices de la <strong>vie</strong> en groupe) mais le résultat est<br />
différent. C’est donc ici que la comparaison est la plus parlante. En plus on prépare la dernière<br />
partie comme ça !<br />
3.1 Une histoire de bénéfices et de coûts : l’économie éthologique<br />
Un raisonnement évolutif peut être en première approximation ramené à un raisonnement<br />
économique : si un comportement rapporte plus de bénéfices qu’il ne coûte, il sera sélectionné. <strong>La</strong><br />
monnaie d’intérêt est, comme toujours en écologie et en évolution, la valeur sélective (ou fitness)<br />
donc un nombre de <strong>des</strong>cendants. On parle de mutualisme quand <strong>les</strong> bénéfices immédiats sur<br />
le succès reproductif compensent le coût de la coopération et expliquent ainsi le comportement<br />
social. Détaillons cela pour un banc de poissons.<br />
7
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
Fig. 3 – Lutte pour la dominance <strong>chez</strong> <strong>les</strong> cerfs, Cervus elaphus. Le combat est ritualisé<br />
en étapes successives : brame, marche d’évaluation et enfin combat modéré bois contre bois. Ces<br />
combats sont associés à la défense du territoire et du harem de femel<strong>les</strong> (<strong>les</strong> femel<strong>les</strong> choisissent<br />
<strong>les</strong> mâ<strong>les</strong> en fonction de leur territoire). Comportement reproductif et territorialité sont donc<br />
très liés. [Aron et Passera, p. 176]<br />
Fig. 4 – Ordre de marche lors <strong>des</strong> déplacements <strong>chez</strong> <strong>les</strong> babouins hamadryas. Les<br />
mâ<strong>les</strong> adultes dominants (MD) accompagnent <strong>les</strong> femel<strong>les</strong> (F), dont certaines sont en œstrus<br />
au centre de la troupe. Quelques mâ<strong>les</strong> non dominants (MND) et subadultes (S) précèdent la<br />
troupe, d’autres ferment la marche.<br />
8
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
Bénéfices : Coûts :<br />
– protection contre <strong>les</strong> prédateurs (la<br />
prédation est “diluée” entre tous <strong>les</strong><br />
poissons du banc)<br />
– plus de chances de détecter une source<br />
de nourriture (Figure 5)<br />
– assurance de la disponibilité d’un partenaire<br />
reproductif<br />
– celui de la communication<br />
– compétition interne au banc pour<br />
l’accès à la nourriture<br />
– aucune assurance de paternité ou de<br />
maternité (<strong>les</strong> partenaires sont là mais<br />
au milieu de tous <strong>les</strong> gamètes le devenir<br />
de ceux d’un individu précis n’est<br />
pas certain)<br />
Cependant il parait difficile de traduire quantitativement un tel raisonnement en terme de<br />
fitness. De plus chaque caractéristique de la <strong>vie</strong> en groupe est à examiner. Par exemple le mode<br />
de reproduction majoritaire, la polygamie, a lui aussi ses avantages (possibilité de choix du<br />
partenaire, défense d’un territoire de qualité associé au mâle etc.) et ses inconvénient (partage<br />
de la ressource la moins abondante : partage <strong>des</strong> mâ<strong>les</strong> entre <strong>les</strong> femel<strong>les</strong>, risque de transmission<br />
élevé <strong>des</strong> MST etc.). Difficile donc d’être exhaustif.<br />
Il n’y a finalement que certains systèmes précis où le mutualisme peut expliquer la coopération.<br />
C’est, par exemple, le cas <strong>des</strong> buses de Harris présenté dans la Figure 6. On remarque que <strong>les</strong><br />
besoins énergétiques minimum, nécessaires à la sur<strong>vie</strong> de chaque individu, ne sont atteints que<br />
quand <strong>les</strong> oiseaux chassent en groupe (ils sont plus efficaces). <strong>La</strong> coopération est en quelque sorte<br />
rendue obligatoire (il faut coopérer sous peine de ne pouvoir survivre) et un simple raisonnement<br />
coûts/bénéfices suffit à expliquer la socialité.<br />
3.2 Quand l’économie est déficitaire : l’altruisme<br />
Une alternative est de chercher <strong>les</strong> facteurs qui maintiendraient le comportement coopératif<br />
quand bien même celui-ci serait désavantageux “économiquement” (coûts > bénéfices). Ce comportement<br />
est dans ce cas qualifié d’altruiste. Il nous faut donc expliquer l’altruisme.<br />
3.2.1 Aider <strong>des</strong> proches<br />
Une première explication est fournie par l’exemple précédent. En effet <strong>les</strong> individus au sein<br />
<strong>des</strong> groupes de chasse <strong>chez</strong> <strong>les</strong> buses de Harris sont très fortement apparentés. Pour un individu,<br />
coopérer signifie aider <strong>des</strong> combinaisons génétiques proches de la sienne et contribuer ainsi<br />
indirectement à la diffusion de certains de ses gènes. <strong>La</strong> sélection de parentèle ainsi décrite<br />
est une explication de l’altruisme par un raisonnement au niveau <strong>des</strong> gènes. Cependant, un très<br />
fort apparentement n’est pas souvent rencontré <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés qui pratiquent pour la plupart<br />
la reproduction sexuée (le coefficient d’apparentement maximum est ramené à 0,5 en panmixie).<br />
Ce n’est donc pas une force évolutive suffisante pour expliquer l’altruisme à elle seule.<br />
Il faut remarquer que ce point différencie <strong>les</strong> sociétés de vertébrés et d’invertébrés. En effet,<br />
dans <strong>les</strong> eu-sociétés d’invertébrés (abeil<strong>les</strong>, fourmis etc.), c’est principalement l’apparentement<br />
(avec <strong>des</strong> coefficients allant jusqu’a 0,75) qui explique la socialité.<br />
9
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
Fig. 5 – Nombre moyen de proies capturées par individu en fonction de l’effectif du<br />
groupe <strong>chez</strong> <strong>les</strong> carangues, Caranx ignobilis. Néanmoins, le placement au sein du groupe<br />
de chasse influe beaucoup sur le taux de capture qui est très variable entre <strong>les</strong> individus : <strong>les</strong><br />
individus de tête capturant sensiblement plus de proies que <strong>les</strong> individus suivants. [Aron et<br />
Passera, p. 67 et 292]<br />
Fig. 6 – Coopération dans la chasse <strong>chez</strong> la buse de Harris, Parabuteo unicinctus. Taux<br />
de capture et énergie récoltée par individu en fonction de l’effectif du groupe de chasse ; la ligne<br />
en pointillés représente <strong>les</strong> besoins énergétiques journaliers minimum pour un individu. [Aron<br />
et Passera, p.192]<br />
10
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
3.2.2 Aider et se faire aider<br />
Une seconde explication se fait au niveau individuel en reprenant un raisonnement de type<br />
coûts/bénéfices de façon un peu différente. Pour cela examinons le cas <strong>des</strong> vampires d’Azara,<br />
Desmodus rotundus. Ce sont <strong>des</strong> chauves-souris d’Amérique centrale qui vivent en groupe de 8<br />
à 15 femel<strong>les</strong>. Ces chauve-souris se nourrissent du sang d’équidés et supportent très mal le jeûne<br />
(48h sans apport alimentaire leurs sont fata<strong>les</strong>). Au sein d’un groupe, <strong>des</strong> dons de sang se font,<br />
entre femel<strong>les</strong> apparentées comme non apparentées. Ces dons ne peuvent donc pas être expliqués<br />
par de la sélection de parentèle. L’économie de ces transferts est présentée par la Figure 7.<br />
Le bénéfice du receveur est donc plus important que le coût pour le donneur. Comme <strong>les</strong><br />
échanges sont réguliers et bilatéraux, en moyenne le bilan semble favorable. Cependant ce n’est<br />
pas un cas de mutualisme à proprement parler. En effet, une “tricheuse” qui recevrait mais ne<br />
donnerait jamais semble gagnante et transforme toutes <strong>les</strong> autres en altruistes. Il faut expliquer<br />
pourquoi ces altruistes survivent. Pour cela il faut faire appel à un raisonnement de théorie <strong>des</strong><br />
jeux avec un jeu classique (le dilemme du prisonnier) représentant chaque don de sang, répété<br />
à plusieurs reprises.<br />
Un évènement d’échange de sang peut se résumer à deux possibilités pour chaque individu :<br />
coopérer (donner) ou ne pas coopérer. Comme on l’a vu, le coût pour celui qui coopère, C = 3<br />
est plus faible que le bénéfice, B = 18, pour celui qui reçoit. Résumons la situation dans le<br />
<strong>Table</strong>au 1.<br />
<strong>La</strong> coopération ne semble pas favorisée car, même si le gain moyen dans une population de<br />
coopérants (15) est supérieur à celui d’une population de non-coopérants (0), la tentation de<br />
l’égoïste (qui reçoit 18) est trop forte.<br />
Considérons <strong>des</strong> répétitions de ce jeu (youpi, qu’est ce qu’on s’marre. . .). Dans ce cas plusieurs<br />
stratégies sont possib<strong>les</strong> : ne jamais coopérer, toujours coopérer ou coopérer de temps<br />
en temps. Les vampires d’Azara présentent un comportement assez spécial : ils ne donnent<br />
du sang qu’a ceux qui en ont déjà donné lors <strong>des</strong> échanges précédents. Dans le cadre de la<br />
théorie <strong>des</strong> jeux, cette stratégie est nommée Tit-for-Tat et consiste à faire ce que l’autre a fait<br />
au coup précédent. Donc quand un Tit-for-Tat rencontre un coopérant il se comporte comme<br />
un coopérant, quand il rencontre un égoïste il se comporte comme un égoïste et quand deux<br />
Tit-for-Tat se rencontrent, ils se donnent alternativement du sang. Nous pouvons résumer le<br />
bilan de 4 interactions (par exemple) dans un tableau similaire au précédent, le <strong>Table</strong>au 2.<br />
Dans ce tableau, <strong>les</strong> chiffres sur la diagonale représentent ce qui se passe dans une population<br />
de stratégie uniforme dite résidente. Nous considérons <strong>des</strong> phénomènes évolutifs et ce qui nous<br />
intéresse est de trouver <strong>des</strong> stratégies résidentes non envahissab<strong>les</strong> par <strong>des</strong> mutants jouant une<br />
autre stratégie. Ces stratégies seront dites évolutivement stab<strong>les</strong> (ESS : Evolutionary Stable<br />
Strategy). Nous pouvons remarquer que la stratégie Tit-for-Tat, au contraire de la stratégie<br />
Coopérant, n’est pas envahissable par un mutant tricheur (=Non Coopérant). En effet 30 > 0<br />
alors que 60 < 72. On peut donc considérer que la stratégie Tit-for-Tat, dite d’altruisme<br />
réciproque, est une explication de l’évolution de la coopération.<br />
Tit-for-Tat est souvent considérée comme une ESS mais ce tableau prouve que c’est à tort :<br />
cette stratégie est envahissable par <strong>des</strong> individus systématiquement coopérants. L’explication<br />
de la stabilité évolutive de la socialité n’est donc pas pleinement satisfaisante : une fois <strong>les</strong><br />
11
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
Fig. 7 – Perte de poids en fonction du temps et réciprocité <strong>chez</strong> <strong>les</strong> Vampires<br />
d’Azara, Desmodus rotundus. Le don de 5 mL de sang à une compagne n’ayant pu s’alimenter<br />
pendant 48 h se traduit par une perte de 3 h de réserves alimentaires mais procure au receveur<br />
18 h de sursis. [Aron et Passera, p. 94–96, Krebs and Da<strong>vie</strong>s, p.284–286]<br />
↗ Coopère Ne coopère pas<br />
Coopère B − C = 15 −C = −3<br />
Ne coopère pas B = 18 0<br />
Tab. 1 – Dilemme du prisonnier simple. Nous nous intéressons aux gains de l’individu en<br />
ligne rencontrant celui en colonne.<br />
↗ Coopère Ne coopère pas Tit-for-Tat<br />
Coopère (B − C) × 4 = 15 × 4 = 60 −C × 4 = −3 × 4 = −12 60<br />
Ne coopère pas B = 18 × 4 = 72 0 × 4 = 0 0<br />
Tit-for-Tat 60 0 18 − 3 + 18 − 3 = 30<br />
Tab. 2 – Dilemme du prisonnier répété. Nous nous intéressons aux gains de l’individu en<br />
ligne rencontrant celui en colonne.<br />
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<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
coopérants installés ils sont envahissab<strong>les</strong> par <strong>les</strong> tricheurs et la population retombe dans l’individualisme.<br />
3.2.3 Aider individuellement bénéficie au groupe<br />
Des explications de l’altruisme invoquent la sélection de groupe, sous certaines conditions.<br />
Par définition, un individu altruiste a une fitness plus faible (se reproduit moins) qu’un individu<br />
égoïste car il sacrifie sa fitness au bénéfice <strong>des</strong> autres. Par définition encore, dire que la sélection<br />
au niveau du groupe favorise l’altruisme c’est dire que la productivité <strong>des</strong> groupes composés de<br />
nombreux d’altruistes est supérieure à celle <strong>des</strong> groupes contenant plus d’égoïstes.<br />
Ces conditions peuvent être réunies quand <strong>les</strong> ressources sont limitées par exemple. Des<br />
altruistes se reproduisant moins limitent la consommation <strong>des</strong> ressources et évitent ainsi le risque<br />
d’extinction du groupe <strong>les</strong> exploitant : il y a un coût individuel mais un bénéfice au niveau du<br />
groupe. Néanmoins, si tous <strong>les</strong> groupes sont isolés, l’altruisme ne peut se maintenir. En effet,<br />
au sein de chaque groupe, <strong>les</strong> égoïstes, qui se reproduisent plus, finissent toujours par avoir le<br />
<strong>des</strong>sus. Une condition supplémentaire est donc l’existence d’une méta-population structurée en<br />
sous groupes, appelés dèmes, connectés par <strong>des</strong> flux migratoires non négligeab<strong>les</strong>. Dans ce cadre,<br />
<strong>les</strong> groupes majoritairement altruistes, plus productifs, “exportent” <strong>des</strong> individus, en probabilité<br />
plus souvent altruistes, vers <strong>les</strong> autres groupes. L’altruisme peut ainsi se maintenir.<br />
Néanmoins, <strong>les</strong> explications invoquant la sélection de groupe ne sont jamais satisfaisantes car<br />
on ne connaît pas de mécanisme sélectif pouvant jouer à cette échelle. Donc s’il est probablement<br />
vrai que dans <strong>les</strong> conditions évoquées précédemment <strong>les</strong> altruistes apportent un bénéfice au<br />
groupe dont ils font partie, cela n’a a priori pas d’incidence sur la sélection naturelle qui joue<br />
au niveau de l’individu ou du gène. Ces explications sont sujettes à <strong>des</strong> débats houleux et donc<br />
à prendre avec <strong>des</strong> pincettes.<br />
3.3 L’importance de l’environnement<br />
Les explications de la socialité <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés reposent majoritairement sur le rapport<br />
coûts/bénéfices. En effet, la sélection de parentèle et la sélection de groupe semblent <strong>des</strong> cas<br />
minoritaires ou litigieux.<br />
Les conditions environnementa<strong>les</strong>, qui influent sur le rapport coûts/bénéfices, sont donc<br />
particulièrement importantes dans la constitution <strong>des</strong> sociétés de vertébrés. Nous pouvons par<br />
exemple nous intéresser au comportement d’assistance <strong>chez</strong> <strong>les</strong> oiseaux. Chez de nombreux<br />
passeraux, <strong>des</strong> adultes en age de se reproduire diffèrent leur départ du site parental et aident leurs<br />
parents à s’occuper de la couvée suivante. Ce comportement altruiste (<strong>les</strong> assistants baissent<br />
leur succès reproducteur à la faveur de celui de leurs parents) peut être en partie expliqué par<br />
de la sélection de parentèle (ils aident <strong>des</strong> apparentés).<br />
Le coût de ce comportement en terme de fitness est chiffrable : c’est le nombre de poussins<br />
qu’aurait pu produire l’assistant s’il s’était reproduit. Les bénéfices sont plus complexes à<br />
estimer : d’abord le bénéfice direct de l’aide aux apparentés mais aussi le bénéfice d’attendre<br />
sur un territoire de qualité que celui-ci se libère. Les conditions envitonnementa<strong>les</strong> ont un rôle<br />
important sur cette balance coûts/bénéfices. <strong>La</strong> Figure 8 met en valeur le fait que la proportion<br />
de coopérants (assistants) est bien dépendante <strong>des</strong> conditions environnementa<strong>les</strong>.<br />
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<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
4 Une société d’invertébrés <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés : <strong>les</strong> rats-taupes<br />
Les rats-taupes, Hetereocephalus glaber (Figure 9), qui ne sont en fait ni <strong>des</strong> rats ni <strong>des</strong><br />
taupes mais <strong>des</strong> Bathyergidés, fondent dans <strong>les</strong> savanes d’Afrique centrale <strong>des</strong> sociétés très<br />
particulières et uniques <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés. On y observe une forte structuration en castes avec<br />
division <strong>des</strong> tâches : une femelle reproductrice, 1 à 3 mâ<strong>les</strong> reproducteurs, <strong>des</strong> ouvriers dont<br />
<strong>les</strong> tâches sont corrélées au poids <strong>des</strong> individus. On parle de polyéthisme de caste. Du fait<br />
du mode de reproduction très consanguin, le coefficient d’apparentement moyen est de 0,81.<br />
Cette société ressemble donc beaucoup à une eu-société d’invertébrés et sont maintien est donc<br />
probablement expliqué par la même force évolutive : la sélection de parentèle.<br />
Le problème de son apparition est plus complexe et <strong>les</strong> conditions environnementa<strong>les</strong> très<br />
rigoureuse sont proablement à évoquer : sol sec et dur, fort coût associé à la dispersion, ressources<br />
alimentaires rares donc fort coût à la reproduction (dépense énergétique importante), fort taux<br />
de prédation etc. Toutes ces conditions sont favorab<strong>les</strong> à l’apparition du mutualisme.<br />
Conclusion<br />
<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> existe dans de nombreux taxons de vertébrés. Des comportements particuliers<br />
sont associés à ce mode de <strong>vie</strong> : une communication interindividuelle importante, un comportement<br />
reproductif bien défini (souvent une polygynie <strong>chez</strong> <strong>les</strong> mammifères, une monogamie<br />
<strong>chez</strong> <strong>les</strong> oiseaux), une territorialité marquée et souvent une hiérarchisation <strong>des</strong> individus au<br />
sein du groupe. L’explication évolutive de la socialité <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés invoque une balance<br />
coûts/bénéfices de la <strong>vie</strong> en groupe, donc largement dépendante <strong>des</strong> conditions environnementa<strong>les</strong>.<br />
Dans certains cas <strong>des</strong> phénomènes de sélection de parentèle peuvent intervenir mais ils<br />
sont en général moins importants que pour <strong>les</strong> sociétés d’invertébrés. Enfin certains explications<br />
reposent sur de la sélection au niveau <strong>des</strong> groupes et sont sujettes à controverse. Aucune explication<br />
n’est pleinement satisfaisante et c’est probablement une combinaison de facteurs qui<br />
joue dans chaque cas.<br />
On pourra ouvrir sur <strong>les</strong> sociétés d’invertébrés, la société humaine. . .<br />
Bibliographie<br />
1. Aron et Passera, Les sociétés anima<strong>les</strong>. [9] Eessentiel dans cette le leçon. Attention tout<br />
de même à ne pas se perdre dans <strong>les</strong> détails qui sont abondants.<br />
2. Krebs and Da<strong>vie</strong>s, An introduction to Behavioral Ecology. [9] D’un abord plus difficile<br />
(en anglais. . .) mais probablement plus rigoureux. On pourra y retrouver la partie sur<br />
l’evolution de la cooperation ainsi que d’autres exemp<strong>les</strong> pour le reste.<br />
3. , Ethologie. [9] Probablement intéressant mais non disponible à la bibliothèque de la<br />
prépa. Il est en rayon en bibliothèque enseignement. Assez redondant avec 1 néanmoins.<br />
4. Boyd et Silk, L’aventure humaine. [3] Centré sur <strong>les</strong> hominidés, il peut fournir <strong>des</strong> exemp<strong>les</strong><br />
pour <strong>les</strong> communautés de primates.<br />
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<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
Fig. 8 – A. Incidence de la saturation de l’habitat sur la rétention <strong>des</strong> assistants <strong>chez</strong><br />
le pic <strong>des</strong> glands. Quand l’habitat est saturé, <strong>les</strong> opportunités de nidification diminuent. <strong>La</strong><br />
reproduction étant moins sûre, le coût de ne pas tenter de se reproduire diminue. En conséquence<br />
la coopération augmente. B. Proportion d’adultes retardant leur départ en fonction de<br />
la qualité du territoire natal <strong>chez</strong> <strong>les</strong> fauvettes <strong>des</strong> Seychel<strong>les</strong>. Quand le territoire est<br />
riche, le bénéfice de l’attente est plus important. Là encore la coopération augmente. [Aron et<br />
Passera, p. 195–196]<br />
Fig. 9 – Des rats-taupes, Heterocephalus glaber. Eh oui c’est très laid. [Aron et Passera, p.<br />
227, encart central pour la photo.]<br />
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<strong>La</strong> <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong> <strong>chez</strong> <strong>les</strong> vertébrés<br />
Troisième partie<br />
Plans alternatifs<br />
Afin d’organiser ces idées différemment on peut :<br />
– Rassembler le 1 et le 2. Cela évite certaines redites mais il faut alors bien faire ressortir <strong>les</strong><br />
idées importantes de chaque paragraphe : la définition du stade de socialité correspondant<br />
et <strong>les</strong> caractéristiques de la <strong>vie</strong> <strong>sociale</strong>. Un petit bilan à la fin de cette longue partie sera<br />
probablement bienvenu.<br />
– Inclure le cas <strong>des</strong> rats-taupes à la fin du 1.<br />
– Ne parler <strong>des</strong> rats-taupes qu’en conclusion.<br />
– Ne pas parler de la sélection de groupe, concept difficile à appréhender et a priori sujet<br />
à tellement de controverses qu’il est presque dangereux de l’aborder. Ne vous laissez pas<br />
piéger par d’éventuel<strong>les</strong> questions néanmoins.<br />
– Moins structurer le 1 et décrire <strong>les</strong> exemp<strong>les</strong> en vrac. Arriver à la classification de Wilson<br />
à la fin de la partie, à partir du <strong>Table</strong>au de la Figure 1.<br />
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