La selection de parentèle Options

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Le lien direct De l'avantage d'avoir des frères et des soeurs quand on est stérile Les fourmis sont-elles encore en froid avec Darwin ?
(Michel Chapuisat et Laurent Keller La Recherche n° 296, mars 1997)

Les sociétés d'insectes ont d'abord été perçues comme un sérieux accroc à la théorie de l'évolution par sélection naturelle.
En effet, les individus stériles de ces sociétés font preuve d'un altruisme qui contredit la recherche individuelle d'une reproduction personnelle. Pourtant, les insectes sociaux ont un succès écologique remarquable, et l'altruisme existe aussi chez d'autres espèces d'invertébrés et de vertébrés.
Aujourd'hui, en combinant des éléments génétiques et écologiques, les recherches sur les sociétés animales tendent à démontrer le bien-fondé des idées de Darwin......les individus les mieux adaptés laissent davantage de descendants. Ainsi, la fréquence des gènes favorables à la survie et à la reproduction d'un individu va augmenter dans une population, ce qui, génération après génération, fait évoluer les êtres vivants vers des formes complexes et bien adaptées à leur environnement.
Or, les ouvrières et ouvriers des insectes sociaux sont programmés pour être stériles.
Ils ont une morphologie et une physiologie particulières qui les empêchent de se reproduire.
Comment de telles caractéristiques, qui empêchent les individus de transmettre des copies de leurs propres gènes à leurs descendants, peuvent-elles apparaître et se maintenir au cours de l'évolution ?

Ce problème fondamental de la biologie de l'évolution n'avait pas échappé à Darwin.
Dans De l'origine des espèces , il notait que les fourmis ouvrières constituent « une difficulté particulière qui, au premier abord, [lui] parut insurmontable et réellement fatale à l'ensemble de [sa] théorie » .
Bien que les mécanismes de l'hérédité fussent inconnus à l'époque, Darwin ébaucha une solution à ce paradoxe en proposant que la sélection s'applique à la famille aussi bien qu'à l'individu.

Cette solution élégante au paradoxe de la stérilité des ouvrières a été formulée dans un cadre génétique par le biologiste William D. Hamilton en 1963 et 1964(1). Le principe de base, connu sous le nom de sélection de parentèle ( « kin selection » ), stipule que des individus peuvent transmettre des copies de leurs propres gènes non seulement en se reproduisant, mais aussi en favorisant la reproduction d'individus apparentés, par exemple des soeurs, des frères ou des cousins.
En effet, des proches parents partagent des copies de gènes identiques hérités de leurs ancêtres communs, exactement de la même manière qu'un enfant possède des copies de gènes de son père et de sa mère.
Une ouvrière stérile qui aide sa mère à produire de nombreux frères et soeurs fertiles (les mâles et les futures reines) a donc trouvé un excellent moyen de transmettre des copies de ses propres gènes à la génération suivante !
La formalisation mathématique de cette idée est donnée par la « règle de Hamilton » , qui examine dans quelles conditions un comportement altruiste est favorisé par la sélection de parentèle (voir l'encadré « Règle de Hamilton »).

Les liens de parenté entre les membres d'une colonie d'insectes vont donc permettre l'évolution de l'altruisme reproductif dans ces sociétés.....

Il est important de souligner que la sélection de parentèle est actuellement l'unique théorie permettant d'expliquer l'évolution d'individus stériles. Les membres d'un groupe social doivent être apparentés pour permettre l'évolution d'individus qui sacrifient leur reproduction afin de favoriser celle d'autres membres de leur société.

Chez les espèces eusociales, les individus qui coopèrent sont issus de groupes familiaux plus ou moins fermés, et ils sont donc en général apparentés. Toutefois, le degré de parenté diminue lorsque la reine s'accouple avec plusieurs mâles, lorsque plusieurs reines cohabitent dans un même nid, ou lorsque plusieurs nids échangent des individus et ne forment qu'une même société. Or, de tels phénomènes ne sont pas rares, en particulier chez certaines espèces de fourmis.
Il est possible qu'une plus grande diversité génétique dans la colonie amène certains avantages en permettant, par exemple, une meilleure division du travail ou une plus grande résistance aux parasites.

Quoi qu'il en soit, et contrairement à une idée répandue parmi certains scientifiques, le degré de parenté ne doit pas être particulièrement élevé pour que la sélection de parentèle puisse opérer, il suffit qu'il soit plus grand que zéro.
En effet, la théorie de la sélection de parentèle combine le degré de parenté avec les coûts et bénéfices liés à la socialité .
Même lorsque deux individus sont peu apparentés, un acte altruiste peut être favorisé par la sélection de parentèle s'il procure un bénéfice important à l'individu recevant l'aide, et entraîne un coût modéré pour l'individu altruiste.....