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Dominique ALLAINE Professeur. Présentation UMR-CNRS par le CNRS par létat par la région Recherches financées : Recherches dites « fondamentale » répondre.

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1 Dominique ALLAINE Professeur

2 Présentation UMR-CNRS par le CNRS par létat par la région Recherches financées : Recherches dites « fondamentale » répondre à des questions théoriques poser de nouvelles questions liens avec la recherche appliquée

3 Présentation Ecologie : étude des relations des êtres vivants avec leur environnement Ecologie Evolutive : prise en compte de la dimension évolutive Ecologie Comportementale : recherche des causes de lévolution des comportements Causes évolutives vs immédiates

4 Présentation des marmottes Eléments de systématique (classement des espèces) 1625>30MA marmottes spermophiles autres écureuils terrestres écureuils arboricoles rongeurs

5 Présentation des marmottes 14 espèces de marmottes : Genre Marmota 6 en Amérique du nord Marmota broweri Marmota caligata Marmota vancouverensis Marmota olympus Marmota flaviventris Marmota monax

6 Présentation des marmottes 8 en Eurasie Marmota camtschatica Marmota hymalayana Marmota sibirica Marmota caudata Marmota baibacina Marmota menzbieri Marmota bobac Marmota marmota

7 Présentation des marmottes Répartition et colonisation Il y a un peu plus dun million dannées …

8 Présentation de lespèce La marmotte alpine Marmota marmota Diurne Environ 5 kg pour un adulte en fin de saison Herbivore Fouisseur

9 Approche descriptive Période estivalePériode dhibernation C: 90 à 140 battements/minC: 3 à 5 battements/min R: 16 inspirations/minR: 1 à 2 inspirations/min Hibernation 5°C 37°C

10 Approche descriptive Cycle de vie Émergence des marmottons JFMAMJJASOND naissance copulation hibernation gestationcroissancelactation

11 Approche descriptive Présentation du site 40 ha de prairies situées dans la réserve nationale de la Grande Sassière (2340 m daltitude)

12 Approche descriptive Capture et marquage 756 individus depuis 1990

13 Approche descriptive Structure spatiale Territoires de 2,5 ha en moyenne mais de taille variable Assez stable dannées en années Terriers nombreux (plus de 80 trous) Un système principal… … et des terriers de secours

14 Approche descriptive Structure sociale Dominants Subordonnés Juvéniles Immatures Famille élargie (2 – 15) Monogamie sociale Reproduction despotique Une portée par an (4; 1-7) Dispersion à partir de 2 ans

15 Approche descriptive Comportement social Comportements amicaux dans le groupe mais pas toujours Comportements agressifs entre groupes voisins Infanticide

16 Approche descriptive Conclusion La marmotte alpine présente trois caractéristiques intéressantes pour un mammifère : 1.Hibernation 2.Un comportement social élaboré 3.Monogamie sociale

17 Approche fonctionnelle Dynamique de Populations Trois paramètres nécessaires pour comprendre lévolution des effectifs de la population : 1.La probabilité de se reproduire 2.La fécondité 3.La survie Quelle est le type de démographie de la marmotte alpine ? 1

18 Approche fonctionnelle Dynamique de Populations La probabilité de se reproduire Reproduction dépend de laccès à la dominance Age dominance 2 subordonné à dominant subordonné à dominant Parmi les femelles dominantes, les 2/3 se reproduisent chaque année 1

19 Approche fonctionnelle Dynamique de Populations La fécondité De 1 à 7 petits par portée En moyenne 4 petits par portée Environ 30 g à la naissance Environ 350 g à lémergence (sevrage vers 40 jours) 1

20 Approche fonctionnelle Dynamique de Populations La survie Age survie subordonnés dominants

21 Approche fonctionnelle Dynamique de Populations 1 La démographie de la marmotte ne correspond pas … … à celle dun petit rongeur…… mais à celle dun grand mammifère Adaptation au milieu extrême (froid) ???

22 Approche fonctionnelle Sex-ratio On attend 50% de mâles et 50% de femelles dans les portées Or, parmi 207 marmottons nés dans 53 portées, on observe 57,8% de mâles POURQUOI ??? Il y a un déséquilibre en faveur des mâles dans les portées 2

23 Approche fonctionnelle Sex-ratio La théorie nous dit que la sex-ratio peut être déséquilibrée en faveur dun sexe, si ce sexe est avantageux en terme évolutif Si les mâles sont produits en excès, cest donc quils procurent un avantage sélectif aux parents La question est donc : quel est lavantage apporté par les mâles ? 2

24 Approche fonctionnelle Sex-ratio number of subordinate males number of subordinate females juvenile survival Lavantage est décelable pendant lhibernation ! Les mâles, en se réveillant périodiquement produisent de la chaleur et servent de bouillotte aux marmottons qui économisent ainsi leur réserve de graisse 2

25 Approche fonctionnelle Sex-ratio Les femelles semblent capables dajuster la sex-ratio dans leur portée en fonction de leur besoin Une femelle donnée mâles absents: sr = 0.65 mâles presents: sr = 0.46 Mécanisme ??? 2

26 Approche fonctionnelle Monogamie Chez les espèces vivant en couples, de nombreuses observations révèlent lexistence de copulations hors couples (EPC) Monogamie sociale = monogamie génétique ? Les partenaires sociaux sont-ils les pères des marmottons nés dans leur groupe ? 3

27 Approche fonctionnelle Monogamie tissue Migration et analyse DNA Amplification PCR DNA extraction Typage moléculaire 3

28 Hétérozygote Homozygote Approche fonctionnelle Monogamie Typage moléculaire 3

29 Approche fonctionnelle Monogamie Analyse de paternité Comparaison Femelle dominante/ jeune Incompatibilité = 0 WPY Comparaison Male dominant/ jeune Incompatibilité >= 1 EPY 3

30 Approche fonctionnelle Monogamie Analyse de paternité Portées hors-couple 4.5% (3) EPY 3% (7) Portées mixtes 26.5% (18) Portées du couple 69% (47) WPY 68.5% (161) WPY 16% (38) EPY 12.5% (29) 3

31 Approche fonctionnelle Monogamie Monogamie sociale monogamie génétique Causes évolutives des copulations hors couples chez les espèces monogames ? Nombre de partenaires Femelles Qualité des jeunes Qualité des jeunes Nombre de jeunes Nombre de jeunes Nombre de partenaires Mâles ? 3 Qualité du partenaire

32 Approche fonctionnelle Monogamie : le point de vue des femelles les EPC sont un moyen de modifier le choix du partenaire gains immédiats gains génétiques Quel type de gain génétique ? 1. acquisition de bons gènes 2. acquisition de gènes compatibles 3. diversification des génomes de la portée 3

33 Approche fonctionnelle Monogamie Caractéristiques des mâles « cocufiés » modélisation de loccurrence des EPP Caractéristiques des mâles acquérant des EPP comparaison des deux types de mâles Performances des descendants comparaison des deux types de jeunes (EPY vs WPY) Monogamie : le point de vue des femelles 3

34 Approche fonctionnelle Monogamie Caractéristiques des mâles « cocufiés » Les mâles « cocufiés » sont très ou très peu génétiquement similaires à la femelle dominante Monogamie : le point de vue des femelles 3

35 Approche fonctionnelle Caractéristiques des mâles acquérant des EPP Monogamie : le point de vue des femelles 3 Plus les parents se ressemblent génétiquement, plus le jeune est génétiquement similaire à sa mère

36 Approche fonctionnelle Monogamie Caractéristiques des mâles acquérant des EPP Les mâles qui obtiennent des EPP sont moins similaires génétiquement à la femelle que les mâles « cocufiés » Monogamie : le point de vue des femelles 3

37 Approche fonctionnelle Monogamie Performances des descendants Survie Survie réelle Juvéniles: EPY > WPY 1 an: EPY > WPY Survie apparente 2 ans: EPY > WPY 3 ans et + : EPY = WPY Survie: EPY > WPY Monogamie : le point de vue des femelles 3

38 Approche fonctionnelle Monogamie Performances des descendants Accès à la dominance 2 ans: EPY = WPY 3 ans et +: EPY > WPY Accès à la dominance: EPY > WPY Monogamie : le point de vue des femelles 3

39 Approche fonctionnelle Monogamie Les copulations hors couples permettent la production de jeunes ayant une consanguinité optimale Ces jeunes « illégitimes » ont de meilleures performances que les jeunes « légitimes » Les femelles retirent un bénéfice génétique des copulations hors couples Conclusion pour la femelle Monogamie : le point de vue des femelles 3

40 Approche fonctionnelle Monogamie : quand les partenaires ont leur mot à dire ! autre famille subordonné apparenté transient subordonné non apparenté 3

41 Approche fonctionnelle Monogamie : quand les partenaires ont leur mot à dire ! Le contexte social est important 3

42 Approche fonctionnelle Monogamie : quand les partenaires ont leur mot à dire ! autre famille Dominants subordonné apparenté transient subordonné non apparenté 19% (4) des portées 27% (10) des EPY 81%(17) des portées 73% (26) des EPY 3

43 Approche fonctionnelle Monogamie : quand les partenaires ont leur mot à dire ! Conclusion pour les partenaires sociaux ils réussisent partiellement à contrôler leurs subordonnés mâles ils perdent probablement le contrôle des mâles transients le contrôle de la reproduction est coûteux pour les mâles dominants ils nobtiennent pas de paternités hors couples interaction entre choix du partenaire et compétition entre mâles seuls les subordonnés non apparentés à la femelle ont des EPP 3

44 Approche fonctionnelle Monogamie : quen est-il des mâles hors couple ? ? 3

45 EPC La femelle doit être contrainte dans le choix de son partenaire social et le mâle dominant doit perdre le contrôle de la reproduction Un mâle extra-pair doit être disponible Approche fonctionnelle Monogamie : un jeu complexe à 3 joueurs ! 3

46 Fichez-nous la paix !!!


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