Les déterminants de l'aptitude phénotypique chez le tamia rayé (Tamias striatus)

Abstract

L'aptitude phénotypique (fitness) est un concept central à l'écologie évolutive car elle représente la contribution génétique relative d'un individu (ou d'un génotype) aux générations futures. La reproduction est intimement reliée à la capacité de survivre et la compréhension des pressions sélectives régissant l'allocation d'énergie à ces deux composantes du fitness est d'intérêt pour plusieurs domaines d'études en écologie comme par exemple la démographie, l'évolution et la conservation. Un des constats importants récents sur l'étude du fitness est que l'intégration de plusieurs déterminants provenant de différents champs de compétence en écologie, comme la physiologie, la génétique et la dynamique des populations, est essentielle afin de fournir un portrait global des facteurs gouvernant l'optimisation du fitness. Mon doctorat s'inspire de cette approche intégratrice et a pour objectif principal d'étudier les déterminants du fitness dans une population naturelle de tamias rayés ( Tamias striatus ) qui vit dans un environnement fluctuant. Le Tamia est un modèle d'étude idéal car il est abondant, facilement capturable, a une longévité relativement courte et produit plusieurs jeunes à la fois. De plus, il est fortement affecté par la disponibilité des ressources qui fluctuent selon de courts cycles de deux à trois ans. Ma thèse comporte cinq chapitres et évalue les facteurs qui agissent sur le fitness dans une perspective intégratrice multi-échelle (théorique, individuelle, populationnelle). En premier lieu, j'ai voulu établir un portrait général de nos connaissances actuelles sur la qualité individuelle, d'un point de vue théorique. L'étude de la qualité individuelle a été l'objet de plus de 300 publications dans les 10 dernières années. Par contre, aucun cadre conceptuel ne permettait d'unifier l'utilisation de ce terme, ce qui créait une confusion quant à son adéquation dans les différents contextes d'études. Ce chapitre propose trois recommandations précises afin d'aider les auteurs à être plus spécifiques dans l'application du concept de qualité et ainsi faciliter les comparaisons entre les études. En second lieu, j'ai voulu examiner directement une supposition fondamentale de la théorie des traits d'histoire de vie qui est que la reproduction est coûteuse. La logistique nécessaire pour tester cela en nature fait en sorte qu'aucun papier à ce jour n'avait documenté les coûts à la reproduction d'un point de vue énergétique et métabolique en milieu naturel. Dans ce chapitre, nous montrons que les femelles qui ont les plus grandes tailles de portée ont également de plus grandes dépenses énergétiques et plus de dommages métaboliques (stress oxydatif). Nos résultats offrent aux écologistes un rare cas d'étude empirique en milieu naturel sur les coûts de la reproduction. En troisième lieu, j'ai voulu d'abord étudier les déterminants du succès reproducteur chez les mâles. La sélection sexuelle est un processus majeur sous-jacent à la trajectoire évolutive des populations. Par contre, les données sur la détermination génétique du succès reproducteur des mâles demeurent encore rares. Ce chapitre montre que le succès reproducteur des mâles, au sein d'une portée, est fonction de 1- leur apparentement génétique relatif à la femelle et 2-des conditions environnementales lors de la reproduction. Cet article représente un avancement majeur de nos connaissances actuelles sur la sélection sexuelle car il révèle un système de reproduction à promiscuité extrême qui demeure néanmoins plastique par rapport aux fluctuations environnementales à l'échelle populationnelle. Ensuite, j'ai voulu quantifier l'importance de la reproduction avec plusieurs partenaires sur le nombre de jeunes produits, tant chez les mâles que les femelles. L'absence de soins paternels et les indications de promiscuité extrême offraient un contexte naturel empirique idéal pour tester l'hypothèse selon laquelle les mâles et les femelles bénéficient de s'accoupler avec plusieurs partenaires. En effet, nous montrons une relation positive, indépendante du sexe, entre le nombre de partenaires sexuels et le nombre de jeunes produits. En combinaison avec le chapitre précédent, ces résultats démontrent clairement que les femelles ont beaucoup à gagner à laisser aller, ou même favoriser, les copulations avec plusieurs mâles. Finalement, dans le dernier chapitre, j'ai voulu documenter la composante survie du fitness en utilisant des méthodes analytiques en capture-marquage-recapture et en intégrant les éléments des chapitres II et III à une approche populationnelle. Cet article montre à quel point la plasticité dans les niveaux d'activité et de reproduction peut contrecarrer les effets potentiellement néfastes de la fluctuation en ressources alimentaires. Les tamias adultes sont capables d'anticiper les cycles de productions de graines et d'ajuster leurs activités afin de maximiser leur survie ainsi que celle de leurs progénitures. La documentation de ce type de comportement en milieu naturel est essentielle car elle répond à des questions tant en recherche fondamentale (compromis de traits d'histoire de vie) qu'appliquée (adaptations à un environnement changeant).