Examen de l’effet de la température sur les stratégies de reproduction des animaux

La température affecte presque tous les aspects de l’existence quotidienne d’un animal. Les biologistes ont, pour une bonne raison, passé énormément de temps à essayer de comprendre comment les animaux peuvent survivre dans les climats dans lesquels ils vivent. Ils ont beaucoup appris sur les stratégies que les animaux utilisent pour éviter de surchauffer ou de mourir de froid.

Mais au-delà de la survie, comment la température affecte-t-elle les oiseaux et les abeilles, et tous les autres animaux ? Ecrire dans le journal Lettres d’écologieMichael Moore, chercheur postdoctoral au Living Earth Collaborative de l’Université de Washington à St. Louis, et ses collaborateurs Noah Leith et Kasey Fowler-Finn de l’Université de Saint Louis (SLU) ont examiné l’état de la recherche sur ces interactions et proposent de nouvelles voies pour comment les étudier.

Leur nouvel article examine les innombrables façons dont la biologie thermique s’adapte aux traits favorisés par la sélection sexuelle, y compris des choses comme les parades nuptiales, la coloration ornementale et les armes élargies comme les cornes ou les griffes.

« Maintenant que nous avons étudié un grand nombre de traits que les animaux ont développés pour survivre aux températures auxquelles ils sont confrontés, nous commençons à réaliser que ces traits ont également des conséquences sur le lieu et la manière dont les animaux se reproduisent », a déclaré Moore de WashU, un biologiste en Arts & Sciences. « Mais alors que nous réfléchissions à la manière dont les traits thermiques d’un animal influencent la façon dont il essaie d’attirer des partenaires, nous ne pouvions pas non plus ébranler le sentiment qu’il s’agissait d’une vision très centrée sur la survie de l’adaptation. »

« Cela suppose que la manière dont les animaux se reproduisent dans leur climat dépend entièrement de la façon dont ils ont évolué pour survivre dans ce climat », a-t-il déclaré. « Cependant, nous savons, grâce à des décennies de recherche en écologie comportementale, que les animaux risquent souvent d’être mangés ou parasités si cela signifie qu’ils pourraient potentiellement attirer un compagnon. Nous étions alors curieux de savoir pourquoi la menace de surchauffe devrait être différente. »

Il s’avère que ce n’est pas le cas : les animaux risquent souvent leur vie pour se reproduire, même si cela se fait au prix d’une mauvaise température. Parce que cette stratégie risquée peut parfois porter ses fruits et conduire à une plus grande production de progéniture à long terme, les chercheurs ont trouvé de nombreuses preuves que les animaux ont également développé des mécanismes qui leur permettent de tolérer les températures périlleuses qu’ils ne rencontrent que pendant l’accouplement.

Et les enjeux n’ont jamais été aussi élevés.

« Il est urgent que les biologistes et les défenseurs de l’environnement comprennent si et comment les organismes s’adaptent au changement climatique », a déclaré Leith, titulaire d’un doctorat. candidat à SLU et premier auteur de la nouvelle étude.

« La survie et la reproduction sont toutes deux clairement importantes pour que les populations persistent dans des climats changeants, mais les adaptations qui améliorent chaque composante de la condition physique peuvent souvent être plus étroitement liées que nous ne le pensons », a-t-il déclaré. « L’étude de l’évolution corrélée des traits sexuels et thermiques pourrait modifier nos prédictions pour lesquelles les populations sont les plus vulnérables au changement climatique. »

Les recherches futures dans ce domaine pourraient également révéler les voies que les organismes pourraient emprunter lorsqu’ils s’adaptent à un monde qui se réchauffe, ont déclaré les scientifiques.

Si des tolérances accrues à la chaleur ont évolué dans certaines populations pour s’adapter à la chaleur absorbée ou retenue par un trait utilisé pour l’accouplement, ces populations peuvent avoir des avantages qui leur donnent une longueur d’avance sur l’adaptation au réchauffement des températures.

« Dans certains cas, les traits sexuels sont même directement bénéfiques pour dissiper la chaleur, comme les cornes d’antilope et les pinces de crabe violoniste », a déclaré Leith. « La sélection sexuelle sur les cornes ou les griffes peut donc fonctionner de concert avec la sélection naturelle et accélérer l’adaptation à des températures plus chaudes. changement climatique. »

Fowler-Finn de SLU, professeur agrégé de biologie, est d’accord. Parmi les nombreuses questions et approches pour tester l’interaction entre l’écologie thermique et la sélection sexuelle soulevées par cette recherche, elle pense que l’échelle est particulièrement importante.

« La façon dont les microhabitats thermiques diffèrent entre les organismes dont la taille varie est une question extrêmement importante à laquelle j’espère que plus de gens s’attaqueront », a-t-elle déclaré. « Nous générons souvent des prédictions des effets du réchauffement climatique basées sur les températures de l’air, qui diffèrent considérablement des températures de surface sur le sol et la végétation. Nous ne pourrons pas vraiment comprendre l’impact du réchauffement climatique sans tenir compte de l’échelle. »

Les conséquences du réchauffement climatique sur la communication sexuelle et d’autres processus de reproduction sont largement sous-étudiées, a déclaré Fowler-Finn. Des recherches récentes de son propre laboratoire ont montré qu’à des températures plus chaudes, les insectes mâles cicadelles chantent à des fréquences plus élevées et que les préférences des femelles suivent ces changements. Ce phénomène (appelé couplage de température) facilite la coordination de l’accouplement à travers les températures.

Pour l’avenir, Moore a déclaré qu’il était très enthousiasmé par ce qu’il avait appris sur la façon dont les animaux ont développé une variété de stratégies qui leur permettent de s’accoupler à une température apparemment incorrecte.

« Ce qui est vraiment nouveau dans notre travail », a-t-il déclaré, « c’est que nous montrons que la reproduction peut parfois être la principale raison de nombreuses adaptations que les animaux ont pour faire face à leur climat local. »