Novel or changing environments expose animals to diverse stressors that likely require coordinated hormonal and behavioral adaptations. Predicted adaptations to urban environments include attenuated physiological responses to stressors and bolder exploratory behaviors, but few studies to date have evaluated the impact of urban life on codivergence of these hormonal and behavioral traits in natural systems. Here, we demonstrate rapid adaptive shifts in both stress physiology and correlated boldness behaviors in a songbird, the dark-eyed junco, following its colonization of a novel urban environment. We compared elevation in corticosterone (CORT) in response to handling and flight initiation distances in birds from a recently established urban population in San Diego, California to birds from a nearby wildland population in the species' ancestral montane breeding range. We also measured CORT and exploratory behavior in birds raised from early life in a captive common garden study. We found persistent population differences for both reduced CORT responses and bolder exploratory behavior in birds from the colonist population, as well as significant negative covariation between maximum CORT and exploratory behavior. Although early developmental effects cannot be ruled out, these results suggest contemporary adaptive evolution of correlated hormonal and behavioral traits associated with colonization of an urban habitat.
Titre de l'article
Le comportement audacieux et la physiologie du stress dans un nouvel environnement urbain suggèrent une adaptation évolutive corrélée rapide
Le comportement audacieux et la physiologie du stress dans un nouvel environnement urbain suggèrent une adaptation évolutive corrélée rapide
Introduction à l'article
Les organismes sont soumis à des facteurs de stress qui nécessitent des adaptations hormonales et comportementales pour persister dans un nouvel environnement. La réponse endocrinienne au stress, notamment les taux de corticostérone, est à l'origine de différences comportementales entre individus. Les environnements urbains favoriseraient une réponse atténuée aux facteurs de stress, avec une libération moindre de corticostérone, et des comportements exploratoires plus audacieux.
Il existe, en Californie, une population de junco ardoisé (Junco hyemalis) dans l'aire de répartition montagnarde ancestrale, ainsi qu'une petite population urbaine qui a récemment colonisé la ville (dans les années 80). L'étude tente d'évaluer la divergence d'une population de junco en milieu urbain via les traits comportementaux et le mécanisme hormonal associé, et si cette divergence est liée à la plasticité phénotypique ou à l'évolution génétique.
Les organismes sont soumis à des facteurs de stress qui nécessitent des adaptations hormonales et comportementales pour persister dans un nouvel environnement. La réponse endocrinienne au stress, notamment les taux de corticostérone, est à l'origine de différences comportementales entre individus. Les environnements urbains favoriseraient une réponse atténuée aux facteurs de stress, avec une libération moindre de corticostérone, et des comportements exploratoires plus audacieux.
Il existe, en Californie, une population de junco ardoisé (Junco hyemalis) dans l'aire de répartition montagnarde ancestrale, ainsi qu'une petite population urbaine qui a récemment colonisé la ville (dans les années 80). L'étude tente d'évaluer la divergence d'une population de junco en milieu urbain via les traits comportementaux et le mécanisme hormonal associé, et si cette divergence est liée à la plasticité phénotypique ou à l'évolution génétique.
Expériences de l'article
Des études ont été menées au champ et en jardin commun sur les 2 populations (montagnarde et urbaine). Pour l'étude en jardin commun, des juvéniles des 2 populations ont été capturés, puis placés dans des volières.
Des études ont été menées au champ et en jardin commun sur les 2 populations (montagnarde et urbaine). Pour l'étude en jardin commun, des juvéniles des 2 populations ont été capturés, puis placés dans des volières.
Résultats de l'article
La distance d'envol à l'approche de l'homme était plus courte chez les oiseaux urbains que chez les oiseaux montagnards. Les oiseaux de la population urbaine avaient une activité exploratoire plus audacieuse ainsi qu'une réponse endocrinienne au stress atténuée par rapport aux oiseaux montagnards. Cela suggère une évolution adaptative des traits hormonaux et comportementaux corrélés associés à la colonisation d'un habitat urbain.
Il y avait également une relation négative entre le taux de corticostérone plasmatique et le comportement exploratoire (moins la réponse endocrinienne au stress était élevée, plus le comportement exploratoire était audacieux), ce qui suggère une base hormonale au comportement audacieux.
Il y a peu de probabilité que les différences démographiques observées soient dues uniquement à la dérive en l'absence de sélection.
La distance d'envol à l'approche de l'homme était plus courte chez les oiseaux urbains que chez les oiseaux montagnards. Les oiseaux de la population urbaine avaient une activité exploratoire plus audacieuse ainsi qu'une réponse endocrinienne au stress atténuée par rapport aux oiseaux montagnards. Cela suggère une évolution adaptative des traits hormonaux et comportementaux corrélés associés à la colonisation d'un habitat urbain.
Il y avait également une relation négative entre le taux de corticostérone plasmatique et le comportement exploratoire (moins la réponse endocrinienne au stress était élevée, plus le comportement exploratoire était audacieux), ce qui suggère une base hormonale au comportement audacieux.
Il y a peu de probabilité que les différences démographiques observées soient dues uniquement à la dérive en l'absence de sélection.
Rigueur de l'article
Pour les expériences au champ, l'échantillonnage a été spatialement séparé pour éviter de tester les mêmes individus.
Pour les expériences en jardin commun, les juvéniles capturés avaient une exposition limitée à leur habitat naturel, et les lieux de captures ont été répartis spatialement pour éviter la capture d'individus étroitement apparentés. Les oiseaux placés dans les volières étaient exposés à des conditions similaires. L'étude comportementale a été réalisée en aveugle. Les mêmes individus ont été échantillonnés pour l'étude du comportement exploratoire et de la réponse hormonale au stress, pour tester la covariation entre les mesures comportementales et hormonales.
Enfin, les chercheurs ont utilisé des méthodes analogues entre étude au champ et en jardin commun.
Pour les expériences au champ, l'échantillonnage a été spatialement séparé pour éviter de tester les mêmes individus.
Pour les expériences en jardin commun, les juvéniles capturés avaient une exposition limitée à leur habitat naturel, et les lieux de captures ont été répartis spatialement pour éviter la capture d'individus étroitement apparentés. Les oiseaux placés dans les volières étaient exposés à des conditions similaires. L'étude comportementale a été réalisée en aveugle. Les mêmes individus ont été échantillonnés pour l'étude du comportement exploratoire et de la réponse hormonale au stress, pour tester la covariation entre les mesures comportementales et hormonales.
Enfin, les chercheurs ont utilisé des méthodes analogues entre étude au champ et en jardin commun.
Ce que cet article apporte au débat
L'étude démontre des changements adaptatifs rapides dans la physiologie du stress et des comportements audacieux corrélés après colonisation d'un nouvel environnement urbain. Elle suppose que les différences de comportement et de réponse hormonale au stress chez le junco n'est pas expliquée par la plasticité.
L'environnement urbain aurait apporté de nouvelles forces sélectives conduisant à une évolution rapide de l'augmentation de l'audace et de l'atténuation de la réponse endocrinienne au stress. La population urbaine de junco s'est rapidement adaptée à son nouvel environnement.
Que ce soit par sélection ou par dérive, cette étude fournit des preuves d'une évolution adaptative rapide du comportement audacieux dans les populations.
L'étude démontre des changements adaptatifs rapides dans la physiologie du stress et des comportements audacieux corrélés après colonisation d'un nouvel environnement urbain. Elle suppose que les différences de comportement et de réponse hormonale au stress chez le junco n'est pas expliquée par la plasticité.
L'environnement urbain aurait apporté de nouvelles forces sélectives conduisant à une évolution rapide de l'augmentation de l'audace et de l'atténuation de la réponse endocrinienne au stress. La population urbaine de junco s'est rapidement adaptée à son nouvel environnement.
Que ce soit par sélection ou par dérive, cette étude fournit des preuves d'une évolution adaptative rapide du comportement audacieux dans les populations.
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