Valeur sélective

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La valeur sélective (succès reproducteur, valeur adaptative ou fitness en reprenant le nom anglais) est un concept central en théorie de l'évolution. Elle décrit la capacité d'un individu d'un certain génotype à se reproduire. C'est une mesure de la sélection naturelle qui peut être définie de nombreuses façons[1].

La fitness d'un individu peut être mesurée par le nombre de descendants qui atteignent la maturité sexuelle[2]. La fitness est une valeur relative qui se calcule à un instant t et qui dépend beaucoup de l'environnement de l'individu. C'est donc essentiellement un outil descriptif pour les études sur la sélection naturelle[1]. La première personne à parler du concept de fitness est Darwin[3].

En génétique des populations, la valeur sélective \omega d'un génotype est une mesure du succès reproducteur. Cette mesure est effectuée en comptant le nombre de descendants viables et fertiles que produit en moyenne chaque individu de ce génotype à la génération suivante. La valeur sélective d'un génotype dépend principalement de sa survie entre le stade zygote (œuf) et le stade adulte, et de sa fertilité (nombre de descendants viables capables de se reproduire). Ces deux paramètres déterminent le nombre de descendants produits en moyenne par cette catégorie génotypique.
Une définition simplifiée de la valeur sélective peut donc être donnée par la formule :

Valeur sélective = Survie × Fécondité

Valeur sélective absolue[modifier | modifier le code]

On appelle valeur sélective absolue, notée W, la valeur issue de la mesure de la probabilité de survie et de la fertilité de chaque catégorie génotypique et qui détermine directement leur nombre moyen de descendants. Pour un gène à deux allèles A et a, les valeurs sélectives seront notées de la façon suivante :

Génotype AA Aa aa
Valeur sélective WAA WAa Waa

En génétique des populations, la valeur sélective absolue {W_{\mathrm{}}} d'un génotype s'évalue en calculant le rapport de l'effectif des descendants des individus ayant ce génotype par rapport aux effectifs des individus parents ayant ce génotype :

{W_{\mathrm{}}} = {{N_{\mathrm{descendants}}} \over {N_{\mathrm{parents}}}}

Valeur sélective relative[modifier | modifier le code]

La performance des génotypes est cependant toujours définie de façon relative de manière à ce que la plus forte valeur sélective soit égale à 1. Cette valeur sélective relative est ici notée \omega. La valeur sélective relative d'une catégorie d'individus est le rapport entre sa valeur sélective absolue W et la plus forte valeur sélective absolue (Wmax) observée dans la population.

Valeur sélective relative :

{\omega_{\mathrm{}} } = {{W_{\mathrm{}}} \over {W_{\mathrm{max}}}}

avec 0 < \omega < 1

Dans le cas d'un gène à 2 allèles A et a :

AA Aa aa
 {\omega_{\mathrm{AA}}} = {{W_{\mathrm{AA}}} \over  {W_{\mathrm{max}}}}     {\omega_{\mathrm{Aa}}} = {{W_{\mathrm{Aa}}} \over  {W_{\mathrm{max}}}}     {\omega_{\mathrm{aa}}} = {{W_{\mathrm{aa}}} \over  {W_{\mathrm{max}}}}

Coefficient de sélection[modifier | modifier le code]

La différence entre la valeur sélective relative \omega et 1 est appelée coefficient de sélection, noté s, qui est une mesure du taux de réduction de la valeur sélective de chaque catégorie génotypique par rapport à la meilleure dans cette population.

s_{\mathrm{AA}} = 1 - \omega_{\mathrm{AA}}
s_{\mathrm{Aa}} = 1 - \omega_{\mathrm{Aa}}
s_{\mathrm{aa}} = 1 - \omega_{\mathrm{aa}}

Valeur sélective et biodiversité[modifier | modifier le code]

Chez la plupart des espèces, des interactions durables au sein de l'espèce (ex comportement colonial des fourmis ou des coraux) ou synergiques (ex symbioses) avec d'autres espèces augmentent la valeur sélective (par rapport à ce qu'elle serait pour un individu seul). Ceci vaut pour les bactéries, par exemple quand elles s'organisent en colonies cohérentes, généralement sous forme de biofilm ; les biofilms naturels sont plus stables, résistants et protecteurs contre d'autres bactéries ou divers facteurs de stress quand ils abritent une diversité d'espèces et de groupes de micro-organismes[4].

Article détaillé : interactions durables.

Valeur sélective et dérèglement climatique[modifier | modifier le code]

La tendance au réchauffement climatique (brutal aux échelles géologiques et de l'évolution) peut interagir avec la reproduction de nombreuses espèces, en particulier des espèces migratrices :

  • chez les animaux dépendant de la banquise (qui fond plus tôt voire qui disparaît) : ex : Ours blanc ;
  • chez certains animaux (tortues) dont le taux de mâles/femelles issus des œufs dépend de la température du nid) ;
  • chez les insectivores des zones tempérées qui pour beaucoup doivent hiberner ou migrer vers des pays plus chauds quand l'hiver vient. Avec le dérèglement climatique, certains insectivores (certaines chauves-souris, ou des oiseaux migrateurs insectivores des milieux boisés en particulier) régressent en raison d'une désynchronisation de leur cycle de reproduction avec celui de leurs proies.
    Par exemple, tous les oiseaux insectivores forestiers et nicheurs des Pays-Bas hivernant en Afrique sont en déclin entre 1984 et 2009 (-37 % pour le Rossignol, -73 % pour le Pouillot siffleur et -85 % pour l'Hypolaïs ictérine). L'explication avancée par les ornithologues est que la reproduction des passereaux est la plus efficace quand les jeunes sont nourris précisément lors du pic de population de chenilles. Or depuis les années 1980, les feuilles et les chenilles apparaissent environ 15 jours plus tôt qu'avant. Nombre d'espèces d'oiseaux semblent s'adapter moins vite que les insectes à un changement aussi brutal. Ce phénomène est moins marqué près du cercle polaire où les dates de débourrage des feuilles sont moins avancées. Dans les zones humides où les insectes sont plus nombreux, ce phénomène est moins marqué[5].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b Krimbas C.B. 2004. On fitness. Biology and Philosophy (19). p. 185– 203.
  2. Hunt J., Hodgson D. 2010. What is fitness, and how do we measure it? In: Evolutionary Behavioral Ecology. Edited by Westneat DF, Fox CW. Oxford University Press. p. 46-70.
  3. “Fitness” apparaît dans “The Origin of Species”, première édition de 1859, page 472: “Nor ought we to marvel if all the contrivances in nature be not, as far as we can judge, absolutely perfect; and if some of them be abhorrent to our idea of fitness”.
  4. Burmolle M, Webb JS & al (2006) Enhanced biofilm formation and increased resistance to antimicrobial agents and bacterial invasion are caused by synergistic interactions in multispecies biofilms. Applied and environmental Microbiology, 3916-3923
  5. Both, C., van Turnhout, C.A.M., Bijlsma, R.G., Siepel, H., van Strien, A.J. & Foppen, R.P.B. (2010) Avian population consequences of climate change are most severe for long-distance migrants in seasonal habitats. Proceedings Royal Society of London, Biological Sciences. Publié en ligne le 16 décembre 2009.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) Berkeley SA, Chapman C, Sogard S (2004) Maternal age as a determinant of larval growth and survival in a marine fish, Sebastes melanops. Ecology 85:1258–1264