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Dans ce qui suit, nous allons discuter de la condition physique biologique - ce qu'elle signifie, pourquoi elle est importante et quels sont les facteurs qui entrent en jeu.
La définition de la condition physique en biologie
En biologie, la condition physique fait référence à la capacité d'un organisme individuel à se reproduire avec succès et à transmettre ses gènes à la génération suivante de son espèce. Dans sa forme la plus élémentaire, plus un organisme peut se reproduire avec succès au cours de sa vie, plus son niveau d'aptitude est élevé. Plus précisément, il s'agit de la transmission réussie de gènes bénéfiques aux générations suivantes, par opposition aux gènes qui ne sont pas transmis. Bien sûr, il existe de nombreux autres facteurs qui peuvent influencer cette aptitude, le plus important étant la surpopulation, où une reproduction réussie n'entraîne plus une augmentation de l'aptitude, mais cela n'est pas courant dans le monde naturel. Parfois, l'aptitude biologique est appelée aptitude darwinienne.
En biologie, la condition physique fait référence à la capacité d'un organisme individuel à se reproduire avec succès et à transmettre ses gènes à la génération suivante de son espèce.
Quel est le niveau le plus élevé d'aptitude biologique ?
L'organisme qui peut produire le plus grand nombre de descendants qui survivent jusqu'à l'âge adulte (âge de la reproduction) est considéré comme ayant le plus haut niveau d'aptitude biologique. En effet, ces organismes réussissent à transmettre leurs gènes (génotypes et phénotypes qu'ils produisent) à la génération suivante, tandis que ceux dont l'aptitude est moindre transmettent leurs gènes à un rythme moins élevé (ou, dans les cas extrêmes, ne les transmettent pas du tout).
Génotype: Le patrimoine génétique d'un organisme ; les génotypes produisent des phénotypes.
Phénotype: Les traits observables d'un organisme (par exemple, la couleur des yeux, la maladie, la taille) ; les phénotypes sont produits par les génotypes.
Composantes de la condition physique en biologie
L'aptitude biologique peut être mesurée de deux manières différentes : absolue et relative.
Forme physique absolue
L'aptitude absolue est déterminée par la quantité totale de gènes ou de descendants (génotypes ou phénotypes) transmis à la génération suivante pendant la durée de vie d'un organisme. Pour déterminer l'aptitude absolue, il faut multiplier le nombre de descendants réussis avec un phénotype (ou génotype) spécifique produit par le pourcentage de chance de survie à l'âge adulte.
Aptitude relative
L'aptitude relative consiste à déterminer le taux d'aptitude relative par rapport au taux d'aptitude maximale. Pour déterminer l'aptitude relative, l'aptitude d'un génotype ou d'un phénotype est comparée à celle du génotype ou du phénotype le plus apte. Le génotype ou phénotype le plus en forme est toujours 1 et le niveau d'aptitude qui en résulte (désigné par W) sera compris entre 1 et 0.
Un exemple d'aptitude en biologie
Prenons un exemple d'aptitude absolue et relative. Disons que les crocodiles d'eau salée(Crocodylus porosus) peuvent avoir une coloration standard (qui peut varier entre le vert clair et le jaune ou le gris foncé, selon les préférences de l'habitat) ou être leucistiques (pigmentation réduite ou absente, ce qui donne une coloration blanchâtre). Pour les besoins de cet article, disons que ces deux phénotypes sont déterminés par deux allèles : (CC et Cc) = coloration standard, tandis que (cc) = leucistique.
Les crocodiles à la coloration standard ont 10 % de chances de survivre jusqu'à l'âge adulte et la reproduction donne lieu à une moyenne de 50 éclosions. Les crocodiles leucistiques, en revanche, ont 1 % de chances de survivre jusqu'à l'âge adulte et leur reproduction donne lieu à 40 éclosions en moyenne. Comment déterminer la condition physique absolue et relative pour chacun de ces phénotypes ? Comment déterminer quel phénotype a le niveau de fitness le plus élevé ?
Déterminer l'aptitude absolue
Pour déterminer l'aptitude absolue de chaque phénotype, nous devons multiplier le nombre moyen de descendants de ce phénotype spécifique produits avec la chance de survie à l'âge adulte. Pour cet exemple :
Coloration standard : une moyenne de 50 éclosions produites x 10 % de taux de survie.
50x0,10 = 5 individus
Leucistique : une moyenne de 40 éclosions produites x 1% de taux de survie
40x0,01= 0,4 individus
Le chiffre le plus élevé indique le niveau de fitness le plus élevé, ainsi les individus à la coloration standard ont beaucoup plus de chances de survivre jusqu'à l'âge adulte que les individus leucistiques et ont donc un fitness plus élevé (W).
Détermination de l'aptitude relative
La détermination de l'aptitude relative est simple. L'aptitude (W) du phénotype le plus adapté est toujours désignée par 1, en divisant les individus produits (5/5= 1). Il s'agit de l'aptitude relative de la coloration standard, désignée par WCC,Cc.
Pour déterminer l'aptitude relative des individus leucistiques (Wcc), il suffit de diviser le nombre de descendants leucistiques (0,4) par le nombre de descendants standard (5), ce qui donne 0,08. Ainsi .
WCC,Cc= 5/5= 1
Wcc= 0,4/5= 0,08
Il est important de noter qu'il s'agit là d'un scénario simplifié et qu'en réalité, les choses sont beaucoup plus complexes. En fait, le taux de survie global des crocodiles d'eau salée éclos dans la nature est estimé à environ 1 % seulement ! Cela est principalement dû au niveau élevé de prédation que subissent les éclosions. Essentiellement, les crocodiles d'eau salée commencent au bas de la chaîne alimentaire et, s'ils survivent jusqu'à l'âge adulte, finissent au sommet. Les individus leucistiques sont beaucoup plus faciles à repérer par les prédateurs, de sorte que leurs chances de survie seraient nettement inférieures à 1 %, mais on les rencontre tout de même occasionnellement, comme le montre la figure 1.
Figure 1 : Les crocodiles leucistiques ont beaucoup moins de chances de survie (moins bonne condition physique) que les autres individus, probablement parce qu'ils ont plus de chances d'être prédatés lorsqu'ils éclosent. Ce crocodile d'eau salée leucistique est présent le long de la rivière Adélaïde, dans le Territoire du Nord de l'Australie. Source : Brandon Sideleau, travail personnel
Avantages d'un niveau élevé d'aptitude biologique
Il va sans dire que le fait d'avoir une meilleure aptitude biologique est extrêmement avantageux dans le monde naturel. Un niveau de condition physique plus élevé signifie une meilleure chance de survie et de transmission des gènes à la génération suivante. En réalité, la détermination de la condition physique n'est jamais aussi simple que les exemples dont nous avons parlé dans cet article, car de nombreux facteurs différents influencent la transmission ou non d'un génotype ou d'un phénotype aux générations suivantes.
Il est en fait possible qu'un phénotype qui augmente la condition physique dans un habitat réduise la condition physique dans un autre habitat. Les jaguars mélanistes, qui sont des jaguars à la pigmentation noire plus prononcée, souvent appelés "panthères noires", en sont un exemple, bien qu'il ne s'agisse pas d'une espèce différente.
Dans la forêt tropicale dense (par exemple, en Amazonie), le phénotype mélaniste se traduit par un niveau de fitness plus élevé, car il rend les jaguars plus difficiles à repérer. Cependant, dans un habitat plus ouvert (par exemple, les zones humides du Pantanal), le phénotype standard du jaguar a une aptitude beaucoup plus élevée, car les jaguars mélaniques sont faciles à repérer, ce qui réduit les chances de réussite de la prédation et les rend plus vulnérables aux braconniers (figure 2). Parmi les facteurs qui influencent la condition physique, on peut citer l'intelligence, la taille et la force physiques, la sensibilité aux maladies, les risques de prédation et bien d'autres choses encore. Comme nous l'avons déjà mentionné, la surpopulation entraînera une réduction de la condition physique au fil du temps, malgré une condition physique initialement plus élevée en raison de la contribution accrue des individus aux générations suivantes.
Figure 2 : Un jaguar mélaniste (remarque que les taches sont toujours présentes). Les jaguars mélaniques ont une meilleure condition physique dans la forêt tropicale et une moins bonne condition physique dans un habitat plus ouvert. Source : The Big Cat Sanctuary
Aptitude biologique et sélection naturelle
Pour simplifier, la sélection naturelle détermine le niveau d'aptitude biologique d'un organisme, puisque l'aptitude d'un organisme est déterminée par sa capacité à répondre aux pressions sélectives de la sélection naturelle. Comme indiqué ci-dessus, ces pressions sélectives varient en fonction de l'environnement, ce qui signifie que des génotypes spécifiques et leurs phénotypes associés peuvent avoir des niveaux d'aptitude différents en fonction de l'environnement dans lequel ils se trouvent. Par conséquent, la sélection naturelle détermine quels gènes sont transmis aux générations suivantes.
Aptitude biologique - Points clés
- En biologie, l'aptitude fait référence à la capacité d'un organisme individuel à se reproduire avec succès et à transmettre ses gènes à la génération suivante de son espèce.
- L'aptitude biologique peut être mesurée de deux manières différentes : absolue et relative.
- L'aptitude absolue est déterminée par la quantité totale de gènes ou de descendants soumis à la génération suivante au cours de la vie d'un organisme.
- L'aptitude relative consiste à déterminer le taux d'aptitude relative par rapport au taux d'aptitude maximale.
- La sélection naturelle détermine le niveau d'aptitude biologique d'un organisme, puisque l'aptitude d'un organisme est déterminée par sa capacité à répondre aux pressions sélectives de la sélection naturelle.
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