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Les guppys, ils sont partout!

Format
Parlons sciences
Lisibilité
8

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Comment différentes populations s’adaptent-elles à leur environnement? Explorons cette notion à l’aide de la spéciation des guppys.

Les guppys (Poecilia reticulata) sont l’une de ces espèces de poissons que l’on retrouve partout. Presque n’importe quelle animalerie où tu entreras et qui offre des poissons vivants en vente te proposera probablement des guppys. Si tu fais de la plongée libre dans un cours d’eau douce quelque part dans la région de l’Équateur, tu y apercevras peut-être aussi des guppys. Une observation rapprochée d’un égout de Rio de Janeiro te révèlera que des guppys y vivent aussi sans soucis!

Bien qu’il s’agisse de poissons de la même espèce, ils peuvent présenter des caractéristiques très différentes. Par exemple, leurs profils de reproduction ou leurs habitudes alimentaires seraient diversifiés. Voyons comment s’expliquent ces différences et pourquoi elles se produisent.

Wild and domestic guppies/guppys vivant dans la nature et des guppys vivant en aquarium
<p>Sur la photo de gauche : des guppys vivant dans la nature; sur la photo de droite : des guppys vivant en aquarium (Sources: Per Harald Olsen [CC BY 3.0] via <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Guppy_pho_0048.jpg">Wikimedia Commons</a> [<span style="font-weight: 400;">&Agrave; gauche</span>] and <a href="https://www.istockphoto.com/portfolio/isoft?mediatype=photography">isoft</a> via <a href="https://www.istockphoto.com/photo/guppy-poecilia-reticulata-gm154933437-15643443">iStockphotos</a> [<span style="font-weight: 400;">&Agrave; droite</span>]).</p>

Quels sont quelques exemples d’adaptation locale des guppys?

Les guppys se caractérisent par leur abondance et leur vaste dissémination. Ils sont très nombreux, et ils vivent dans une multitude de lieux et d’environnements différents. Les guppys doivent posséder des caractéristiques particulières pour vivre dans ces environnements diversifiés.

Le développement de ces différences constitue un processus que les écologistes désignent par le nom d’adaptation locale. Ce processus permet aux populations de s’adapter à leur environnement de manière à assurer leur survie. L’adaptation peut éventuellement limiter les croisements entre des populations. Autrement dit, l’adaptation peut mener à la spéciation, soit la formation d’une nouvelle espèce.

Par exemple, certains guppys coexistent avec leurs prédateurs (ils vivent dans les mêmes cours d’eau que ces derniers). Ce n’est pas le cas pour d’autres. Des écologistes (les scientifiques qui étudient les interactions entre les organismes et leur environnement) ont découvert que ces deux catégories de guppys possèdent des caractéristiques différentes.

Un des prédateurs des guppys est un poisson de la famille des cichlidés. Certains de ces cichlidés qui vivent parmi les guppys sont dotés de caractéristiques faisant d’eux des prédateurs féroces. Entre autres, leur nage est rapide grâce à leurs longs corps. Leurs fortes mâchoires qui se meuvent rapidement leur permettent également d’attraper un plus grand nombre de proies.

Cichlidé-brochet (Cichlidae Crenicichla) : vorace prédateur de guppys
Cichlidé-brochet (Cichlidae Crenicichla) : vorace prédateur de guppys. (Source : Clinton & Charles Robertson de RAF Lakenheath, UK & San Marcos, TX, USA & UK [CC BY 2.0], photo extraite de <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cichlidae_Crenicichla_sp_(5807042392).jpg">Wikimedia Commons</a> .)

Dans un milieu peuplé de cichlidés, les guppys ont moins de chances de survivre jusqu’à l’âge adulte. Ceux qui coexistent avec des cichlidés développent des stratégies visant à assurer la survie d’une partie de leur progéniture. Ils se reproduisent plus tôt, souvent, et produisent un grand nombre d’alevins. Les écologistes désignent les animaux de ce type par le nom de stratégie reproductrice. Cette stratégie entre souvent en jeu dans des environnements où les prédateurs sont nombreux. 

Comment les différents guppys influencent-ils leur environnement?

Les guppys qui coexistent avec des cichlidés influent sur leur environnement de manière différente par rapport à ceux qui n’ont pas cette catégorie de prédateurs dans leur voisinage. Cela s’explique du fait que ces deux catégories de guppys ont des régimes alimentaires distincts. Les guppys qui partagent leur environnement avec des cichlidés ne retrouvent pas beaucoup d’autres guppys dans leur milieu de vie. Ainsi, ils ne sont pas obligés de livrer concurrence à d’autres guppys pour s’alimenter. Ces guppys ont accès à une nourriture de la meilleure qualité, comme des moucherons et d’autres invertébrés. 

Par ailleurs, les guppys qui ne coexistent pas avec des cichlidés vivent en colonies beaucoup plus denses. Ils sont nombreux à se nourrir aux mêmes sources alimentaires, et ne peuvent donc pas être exigeants en la matière! L’éventail de leur régime alimentaire est beaucoup plus vaste, incluant des microorganismes et des organismes en décomposition (pourrissants).

Cette distinction est très importante. Elle signifie que les interactions entre prédateurs et proies peuvent modifier les caractéristiques d’une population, et inversement. Autrement dit, les processus écologiques (le flux de la matière et de l’énergie) et les processus évolutifs s’influencent mutuellement. Les biologistes pensaient auparavant que les processus évolutifs se déroulaient sur des milliers d’années et que le rythme des processus écologique était beaucoup plus rapide. La découverte que ces deux processus ont une incidence l’un sur l’autre s’est révélée être une percée extraordinaire.

 

Amorces de discussion

Faire des liens

  • Peux-tu nommer des espèces différentes d’un type de poisson? (Par exemple, le saumon du Pacifique par rapport au saumon de l’Atlantique.) En quoi ces espèces diffèrent-elles? Est-ce qu’elles vivent dans le même environnement?
  • As-tu déjà possédé des guppys ou d’autres poissons? Sais-tu quelle variété de guppys tu possédais?

Faire des liens

  • Peux-tu nommer des espèces différentes d’un type de poisson? (Par exemple, le saumon du Pacifique par rapport au saumon de l’Atlantique.) En quoi ces espèces diffèrent-elles? Est-ce qu’elles vivent dans le même environnement?
  • As-tu déjà possédé des guppys ou d’autres poissons? Sais-tu quelle variété de guppys tu possédais?

Relier la science et la technologie à la société et à l'environnement

  • Puisque les guppys sont disséminés dans le monde entier et se sont adaptés en fonction de l’écosystème dans lequel ils vivent, que se passerait-il, à ton avis, si des guppys d’un autre écosystème étaient transbordés dans un écosystème existant distinct? Explique.

Relier la science et la technologie à la société et à l'environnement

  • Puisque les guppys sont disséminés dans le monde entier et se sont adaptés en fonction de l’écosystème dans lequel ils vivent, que se passerait-il, à ton avis, si des guppys d’un autre écosystème étaient transbordés dans un écosystème existant distinct? Explique.

Explorer les concepts

  • Qu’est-ce qu’une adaptation locale?  
  • Quelles mesures d’adaptation les guppys vivant avec les cichlidés ont-ils développées pour survivre? Explique.
  • Quelle est la différence entre un processus écologique et un processus évolutif?
  • Quels autres animaux sont des stratèges r? Pourquoi cette stratégie est-elle logique étant donné leurs environnements respectifs? (Cette question pourrait nécessiter des recherches supplémentaires.)

Explorer les concepts

  • Qu’est-ce qu’une adaptation locale?  
  • Quelles mesures d’adaptation les guppys vivant avec les cichlidés ont-ils développées pour survivre? Explique.
  • Quelle est la différence entre un processus écologique et un processus évolutif?
  • Quels autres animaux sont des stratèges r? Pourquoi cette stratégie est-elle logique étant donné leurs environnements respectifs? (Cette question pourrait nécessiter des recherches supplémentaires.)

Nature de la science et de la technologie

  • Comment l’observation des interactions prédateur-proie des guppys a-t-elle influencé la pensée scientifique au sujet des processus évolutifs? Explique.

Nature de la science et de la technologie

  • Comment l’observation des interactions prédateur-proie des guppys a-t-elle influencé la pensée scientifique au sujet des processus évolutifs? Explique.

Suggestions pour l'enseignement

  • Cet article et les ressources associées peuvent être employés dans les cours de biologie pour appuyer l’enseignement et l’apprentissage portant sur l’adaptation des organismes, les populations, la spéciation et les niveaux trophiques. L’article aidera les élèves à approfondir leur compréhension des liens entre les adaptations et les rapports prédateur-proie à l’intérieur des écosystèmes. Les notions présentées comprennent les caractéristiques, les populations, la spéciation, l’adaptation locale, la coexistence, le rôle d’écologiste, la stratégie reproductrice et les processus écologiques.
  • À la suite de la lecture de l’article, les enseignants pourraient demander aux élèves de remplir une Toile de définition du concept (individuellement ou en équipe). Cette stratégie d’apprentissage aidera les élèves à acquérir une compréhension plus approfondie de la notion d’adaptation locale. Téléchargez en formats [Google doc] et [.pdf] les fiches reproductibles prêtes à l’emploi de cette stratégie.

Suggestions pour l'enseignement

  • Cet article et les ressources associées peuvent être employés dans les cours de biologie pour appuyer l’enseignement et l’apprentissage portant sur l’adaptation des organismes, les populations, la spéciation et les niveaux trophiques. L’article aidera les élèves à approfondir leur compréhension des liens entre les adaptations et les rapports prédateur-proie à l’intérieur des écosystèmes. Les notions présentées comprennent les caractéristiques, les populations, la spéciation, l’adaptation locale, la coexistence, le rôle d’écologiste, la stratégie reproductrice et les processus écologiques.
  • À la suite de la lecture de l’article, les enseignants pourraient demander aux élèves de remplir une Toile de définition du concept (individuellement ou en équipe). Cette stratégie d’apprentissage aidera les élèves à acquérir une compréhension plus approfondie de la notion d’adaptation locale. Téléchargez en formats [Google doc] et [.pdf] les fiches reproductibles prêtes à l’emploi de cette stratégie.

Resource supplémentaire

  • Étude de marché sur le poisson (projet d’action) -- Des étudiants en biologie utilisent une trousse de codes à barres ADN pour tester des échantillons de poisson d'épicerie locale et découvrir si le poisson qu'ils ont acheté est mal étiqueté et fait partie de la fraude alimentaire !

Resource supplémentaire

  • Étude de marché sur le poisson (projet d’action) -- Des étudiants en biologie utilisent une trousse de codes à barres ADN pour tester des échantillons de poisson d'épicerie locale et découvrir si le poisson qu'ils ont acheté est mal étiqueté et fait partie de la fraude alimentaire !

En savoir plus

Les adaptations physiques et comportementales Alloprof -- Exemples d'adaptation évolutive chez les animaux et les plantes, y compris le camouflage et le mimétisme, avec des illustrations et une vidéo (2 mins 43 secs).

L'écologie doit prendre en compte l’évolution (2010) Futura Planète - En savoir plus sur les études de David Reznik sur le guppy.

Références

Arbour, J. H., & López-Fernández, H. (2013). Ecological variation in South American geophagine cichlids arose during an early burst of adaptive morphological and functional evolution. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 280(1763). DOI: 10.1098/rspb.2013.0849 

Bassar, R. D., Marshall, M. C., López-Sepulcre, A., Zandonà, E., Auer, S. K., Travis, J., … Reznick, D. N. (2010). Local adaptation in Trinidadian guppies alters ecosystem processes.  Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(8), 3616–3621. DOI: 10.1073/pnas.0908023107

Des Roches, S., Post, D. M., Turley, N. E., Bailey, J. K., Hendry, A. P., Kinnison, M. T., … Palkovacs, E. P. (2017). The ecological importance of intraspecific variation. Nature Ecology & Evolution, 2(1), 57–64. DOI: 10.1038/s41559-017-0402-5

Reznick, D., Bryga, H., & Endler, J. (1990). Experimentally induced life-history evolution in a natural population. Nature, 346(6282), 357-359. DOI:10.1038/346357a0

Travis, J., Reznick, D., Bassar, R. D., López-Sepulcre, A., Ferriere, R., & Coulson, T. (2014). Do Eco-Evo Feedbacks Help Us Understand Nature? Answers From Studies of the Trinidadian Guppy. In Eco-Evolutionary Dynamics, 50, 1–40. DOI: 10.1016/b978-0-12-801374-8.00001-3