Science des oiseaux: Une conception commune de la chanson d'un oiseau dans une nouvelle étude

Comment les individus choisissent-ils leurs compagnons? Pourquoi certains réussissent-ils mieux à attirer des amis que d'autres?

Ces questions séculaires sont largement pertinentes pour tous les animaux, y compris les êtres humains. La théorie de Darwin sur la sélection naturelle offre un moyen d'y répondre. Parfois formulée comme "la survie du plus apte", la théorie peut également s'appliquer au choix du partenaire, en prédisant qu'il est avantageux de choisir le partenaire qui est le mieux adapté pour survivre dans son environnement - le coureur le plus rapide, le meilleur chasseur, l'agriculteur le plus productif.

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C’est un peu simpliste, bien sûr, en tant que résumé de la sexualité humaine, puisque les personnes se rencontrent dans le contexte de normes sociales complexes et de rôles de genre qui sont uniquement humains. Les chercheurs comme nous pensent cependant que le choix du partenaire chez d'autres animaux est influencé par ce type d'adaptations perçues. Cela correspond à la compréhension de l’évolution des scientifiques: si les femelles choisissaient de s’accoupler avec des mâles bien adaptés, leur progéniture aurait également une meilleure chance de survivre. Les traits avantageux finissent par être transmis et préservés dans les générations futures.

Mais chez de nombreuses espèces, les mâles tentent d'attirer leurs partenaires en affichant des caractéristiques qui semblent décidément non adaptatives. Ces signaux - comme une queue éblouissante sur un paon ou un bel air d’un oiseau chanteur - étaient à l’origine une grosse clé dans la théorie de la sélection naturelle de Darwin. Des caractéristiques comme celles-ci semblent faire l'inverse: rendre un animal plus susceptible de survivre dans son environnement. Un affichage de queue flashy ou une mélodie voyante est encombrant, et il vous annonce aux prédateurs ainsi qu’aux intérêts amoureux. Darwin fut tellement bouleversé par cette inconsistance qu'il dit: "La vue d'une plume dans la queue d'un paon, chaque fois que je la regarde, me rend malade."

Penser à cette énigme a conduit Darwin à une autre théorie majeure: la sélection sexuelle. Au lieu d'afficher directement les adaptations, les hommes pourraient avoir besoin de produire des signaux coûteux et non adaptatifs si les femmes préfèrent ces fonctionnalités lors du choix d'un partenaire. Pour les femmes, ces signaux pourraient indiquer indirectement qu’un homme serait un bon partenaire parce qu’il est capable de survivre et de réussir - malgré l’ornement, et non à cause de lui. Selon ce modèle, les traits les plus coûteux sont les plus attrayants.

Mais que se passe-t-il si les enjeux sont élevés, comme dans les espèces polygames, où les hommes tentent d’attirer et de créer des liens avec plusieurs femmes? Une suite logique à cette théorie pourrait prédire que la pression pour produire de beaux signaux monterait en flèche, augmentant les récompenses pour les individus dotés d’ornements sophistiqués. Si les hommes les plus prospères ont les traits les plus extraordinaires, une course aux armements opposant plusieurs générations pourrait faire basculer la population vers des caractéristiques plus extrêmes. C’est une théorie intuitive: une compétition accrue pour les copains conduirait à des traits de plus en plus choisis sexuellement, mais elle n’a pas été testée à travers l’arbre de la vie.

Les systèmes d’accouplement non monogames augmentent-ils vraiment la sélection sexuelle chez les vrais animaux? À mesure que la force de la sélection sexuelle augmente, les caractéristiques sexuellement sélectionnées deviennent-elles plus extrêmes? Est-ce que les queues deviennent plus longues? Des chansons plus belles? En tant que biologistes spécialisés dans les méthodes de calcul, l'évolution des comportements et les oiseaux chanteurs, nous avons décidé d'étudier.

Construire la base de données sur les oiseaux

L'évolution est aussi complexe que la vie elle-même. Les nouvelles capacités de calcul permettent aux chercheurs comme nous d’aller au-delà de la simple vérification de certains traits. Au lieu de cela, nous pouvons plonger dans le passé et essayer de discerner le chemin que les espèces ont emprunté dans l'histoire pour arriver où elles sont aujourd'hui.

Pour tester la théorie selon laquelle les hommes essayant d'attirer de multiples partenaires augmenteraient la sélection sexuelle et stimuleraient l'évolution de l'affichage de plus en plus élaboré, nous avions besoin à la fois d'un nouvel ensemble de données et de méthodes innovantes.

Les oiseaux chanteurs sont un excellent système pour étudier cette question. Premièrement, de nombreuses espèces sont monogames socialement (mais pas nécessairement sexuellement), ce qui est extrêmement rare dans le règne animal, mais de nombreuses transitions indépendantes vers la polygynie ont eu lieu au cours de leur histoire. Cela nous permet de comparer facilement les chansons d’oiseaux à la recherche d’un partenaire unique à celles de ceux qui recherchent plusieurs partenaires. Les oiseaux chanteurs ont aussi une incroyable diversité de chants, des simples tweets du moineau domestique aux cadences élaborées de l’oiseau moqueur.

En parcourant la littérature publiée et les guides de terrain, nous avons rassemblé les données du système de reproduction de près de 700 espèces et des données de chansons de plus de 350 espèces, la plus grande base de données du genre à ce jour. Nous avons obtenu une phylogénie récemment publiée - essentiellement un «arbre généalogique» qui remonte jusqu'à l'ancêtre de tous les oiseaux - qui couvrait toute l'histoire de l'évolution aviaire. Cela servirait de notre carte à travers les lignées d'oiseaux chanteurs.

Nous avons fusionné nos données de traits avec la phylogénie pour remonter dans le temps, en estimant comment les ancêtres de chaque groupe d'oiseaux chanteurs auraient pu sonner et se comporter.

Cette approche est un peu comme si nous assistions à une réunion de famille humaine et remarquions que la grande majorité des membres de la famille avaient les cheveux blonds et parlaient suédois - nous devinerions qu'un matriarche de la famille parti depuis longtemps a probablement aussi des cheveux blonds et parlait probablement le suédois. Ensuite, nous pourrions visiter une autre réunion de famille, des parents éloignés du premier, afin de trouver des personnes blondes parlant principalement le norvégien. Lors d’une autre réunion encore, nous verrons peut-être des personnes aux cheveux bruns qui parlent espagnol. Des centaines de fois, les chercheurs pourraient déterminer s’il existait un lien quelconque entre la couleur des cheveux et la langue dans l’histoire de ces familles.

En utilisant des méthodes similaires avec l’arbre généalogique des oiseaux, nous avons pu tester non seulement la corrélation entre les comportements d’accouplement et les chants d’espèces vivantes, mais aussi la façon dont ces comportements s’affectaient au cours de milliers et même de millions d’années de l’histoire évolutive des oiseaux chanteurs. En estimant les comportements probables des ancêtres des oiseaux chanteurs modernes, nous pourrions calculer le taux d'évolution de ces traits, notamment comment les taux d'évolution des chants pourraient être influencés par le comportement d'accouplement ou inversement.

Sélection sexuelle, mais pas dans une direction

Lorsque nous avons effectué cette analyse approfondie, les résultats nous ont surpris. Nous n’avons pas trouvé le lien escompté selon lequel les chansons sont devenues plus élaborées dans des espèces où les mâles cherchaient plusieurs partenaires. Au lieu de cela, nous avons trouvé un modèle d’évolution intéressant: les chansons semblaient évoluer plus rapidement en lignées polygames, mais pas dans une direction particulière.

Au lieu de ces mâles ancestraux essayant de se concurrencer avec des chansons plus élaborées, les chansons semblaient osciller entre simples et complexes, comme un pendule oscillant au fil des générations - changeant rapidement dans l'instant, mais pas dans une direction cohérente à long terme. Si les chansons de ces espèces polygames deviennent trop simples ou trop élaborées, elles commencent à revenir au milieu.

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Ces résultats remettent en question nos intuitions générales initiales sur le succès de la reproduction et les pressions évolutives. En étudiant les chants de nombreuses espèces d’oiseaux monogames et polygames à travers l’arbre de l’évolution, nous avons obtenu des résultats qui contrastaient avec la sagesse prédominante: les espèces attirant plusieurs partenaires n’avaient généralement pas de chants plus complexes, mais leurs chants évoluaient plus rapidement. Il s'agit d'un nouvel élément de preuve susceptible d'altérer les hypothèses classiques sur la non-monogamie et la sélection sexuelle dans l'évolution.

Nos travaux montrent que lorsque les scientifiques étudient la sélection sexuelle à l’avenir, nous devons penser non seulement à l’ampleur des traits étudiés, mais également à leur vitesse de changement.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation par Nicole Creanza et Kate Snyder. Lisez l'article original ici.