Colonization of novel environments creates new selection pressures. Sexually selected traits are affected by the physical and social environment and should be especially susceptible to change, but this has rarely been studied. In southern California, dark-eyed juncos, (Junco hyemalis) naturally breed in mixed-coniferous temperate forests, typically from 1500 m to 3000 m in elevation. In the early 1980s, a small population became established in a coastal habitat, the University of California, San Diego campus, which has a mild, Mediterranean climate. I show that a sexually and socially selected signaling trait—the amount of white in the tail—has declined by approximately 22% as compared to mountain juncos. I address three main factors that could explain the difference between mountain and coastal juncos: phenotypic plasticity, genetic drift, and selection. Results indicate that the first two can be ruled out as the sole cause of the plumage change, which implies that selection contributed to the genetic differentiation from the mountain population. The estimated rate of evolution is about 0.2 haldanes, comparable with rates of change in systems where individuals have been artificially introduced into new environments (e.g., guppies and Drosophila). This is the first study to demonstrate evolution of a sexually selected trait after only several generations resulting from a natural invasion into a novel environment.
Titre de l'article
Evolution rapide d'un trait sous sélection sexuelle suite à l'établissement d'une population dans un nouvel habitat.
Evolution rapide d'un trait sous sélection sexuelle suite à l'établissement d'une population dans un nouvel habitat.
Introduction à l'article
La colonisation de nouveaux environnements ammène souvent de nouvelles pressions de sélection. En plus d'affecter la survie et l'aptitude à attirer des partenaires, l'arrivée dans un nouvel habitat peut impacter d'autres interactions entre les individus conspécifiques.
Dans le Sud de la Californie, les juncos ardoisés (Junco hyemalis) vivent naturellement en forêt tempérée mixte, entre 1500 et 3000 m d'altitude. Ils se sont implantés dans les années 1980 sur le campus de l'Université de Californie, à San Diego, au cilmat méditerranéen. C'est une espèce intensément étudiée en évolution, notamment ses traits socialement sélectionnés. Le junco ardoisé présente notamment deux grandes bandes blanches sur les plumes de la queue, utilisées lors des confrontations agressives et des parades nuptiales.
Les auteurs comparent les queues des juncos provenant de leur aire de reproduction initiale à ceux présents sur le campus pour estimer l'évolution de ces traits depuis leur implantation.
La colonisation de nouveaux environnements ammène souvent de nouvelles pressions de sélection. En plus d'affecter la survie et l'aptitude à attirer des partenaires, l'arrivée dans un nouvel habitat peut impacter d'autres interactions entre les individus conspécifiques.
Dans le Sud de la Californie, les juncos ardoisés (Junco hyemalis) vivent naturellement en forêt tempérée mixte, entre 1500 et 3000 m d'altitude. Ils se sont implantés dans les années 1980 sur le campus de l'Université de Californie, à San Diego, au cilmat méditerranéen. C'est une espèce intensément étudiée en évolution, notamment ses traits socialement sélectionnés. Le junco ardoisé présente notamment deux grandes bandes blanches sur les plumes de la queue, utilisées lors des confrontations agressives et des parades nuptiales.
Les auteurs comparent les queues des juncos provenant de leur aire de reproduction initiale à ceux présents sur le campus pour estimer l'évolution de ces traits depuis leur implantation.
Expériences de l'article
Espèces et populations étudiées
Mesures de caractéristique du plumage
Causes des différences entre populations ?
Plasticité
Dérive
Estimation de la taille de la population la plus grande pour laquelle la dérive est probable
Taux d'évolution
Espèces et populations étudiées
Mesures de caractéristique du plumage
Causes des différences entre populations ?
Plasticité
Dérive
Estimation de la taille de la population la plus grande pour laquelle la dérive est probable
Taux d'évolution
Résultats de l'article
Variation géographique: UCSD moins de blanc que dans les populations de montagne + Différence importante entre populations UCSD et visiteurs hivernaux
Peu de plasticité du caractère (pas d'effet de la captivité)
Variation d'âge: Si la population de l'UCSD a une structure d'âge différente, ça peut expliquer les variations de blanc de la queue. Ici cet effet est mineur. Le taux de survie des adultes de l'UCSD est relativement haut comparé aux populations de montagne
La population observée est bien plus grande que le seuil pour lequel la dérive a encore un effet.
Taux d'évolution de 0.19 haldanes: évolution rapide (quelque soit le scénario sur la population fondatrice)
Intensité de sélection: environ 25% de mortalité par génération, 13% par an.
Entre 1998 et 2002: Pas de changements significatifs de la quantité de blanc sur la queue. Si la sélection directionnelle s'appliquait encore avec le même taux entre 1998 et 2002, on aurait eu une diminution de 2% de blanc.
Variation géographique: UCSD moins de blanc que dans les populations de montagne + Différence importante entre populations UCSD et visiteurs hivernaux
Peu de plasticité du caractère (pas d'effet de la captivité)
Variation d'âge: Si la population de l'UCSD a une structure d'âge différente, ça peut expliquer les variations de blanc de la queue. Ici cet effet est mineur. Le taux de survie des adultes de l'UCSD est relativement haut comparé aux populations de montagne
La population observée est bien plus grande que le seuil pour lequel la dérive a encore un effet.
Taux d'évolution de 0.19 haldanes: évolution rapide (quelque soit le scénario sur la population fondatrice)
Intensité de sélection: environ 25% de mortalité par génération, 13% par an.
Entre 1998 et 2002: Pas de changements significatifs de la quantité de blanc sur la queue. Si la sélection directionnelle s'appliquait encore avec le même taux entre 1998 et 2002, on aurait eu une diminution de 2% de blanc.
Ce que cet article apporte au débat
La sélection qui s'opère dans un nouvel habitat peu causer l'évolution rapide d'un trait. Dans le cas des juncos ardoisés, il s'agit de la quantité de blanc dans la queue, qui a diminué d'environ 20% suite à la colonisation du campus UCSD.
Cette étude montre aussi que ce changement n'est pas du uniquement à de la dérive génétique, mais bien à une différenciation génétique.
Comme il n'y a pas eu de changement significatif entre 1998 et 2002, les auteurs suggèrent que le trait ce rapproche du trait optimal.
Les fortes différences environnementales entre les deux habitats forment de nouvelles pressions de sélection, pouvant affecter de nombreuses façon les traits sous sélection sexuelle.
Cette étude indique un rôle majeur des changements d'habitat dans la divergence des traits sous sélection sexuelle entre populations, ou même entre espèces.
La sélection qui s'opère dans un nouvel habitat peu causer l'évolution rapide d'un trait. Dans le cas des juncos ardoisés, il s'agit de la quantité de blanc dans la queue, qui a diminué d'environ 20% suite à la colonisation du campus UCSD.
Cette étude montre aussi que ce changement n'est pas du uniquement à de la dérive génétique, mais bien à une différenciation génétique.
Comme il n'y a pas eu de changement significatif entre 1998 et 2002, les auteurs suggèrent que le trait ce rapproche du trait optimal.
Les fortes différences environnementales entre les deux habitats forment de nouvelles pressions de sélection, pouvant affecter de nombreuses façon les traits sous sélection sexuelle.
Cette étude indique un rôle majeur des changements d'habitat dans la divergence des traits sous sélection sexuelle entre populations, ou même entre espèces.
Figure
Figure 5 tirée de Yeh (2004)
Figure 5 tirée de Yeh (2004)
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