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Dans l'article suivant, nous parlerons des adaptations au sens biologique du terme :
- La définition de l'adaptation
- Pourquoi les adaptations sont-elles importantes ?
- Les différents types d'adaptation
- Exemples d'adaptation
Définition de l'adaptation en biologie
La définition de l'adaptation est la suivante :
L'adaptation en biologieest le processus évolutif ou les caractéristiques qui permettent à un organisme d'avoir une meilleure aptitude dans son environnement.
Lacondition physique est la capacité d'un organisme à utiliser les ressources de son environnement pour survivre et se reproduire.
L'adaptation ne comprend pas l'apprentissage de nouveaux comportements par un organisme, sauf si ces nouveaux comportements sont le résultat d'une caractéristique héréditaire (qui peut être transmise à la génération suivante).
Selon l'aspect exact de l'adaptation que l'on considère, l'adaptation peut être définie de trois façons différentes en biologie. L'adaptation comprend :
L'évolution par la sélection naturelle qui augmente le niveau d'aptitude d'un organisme.
L'état d'adaptation réel obtenu grâce à l'évolution.
Les caractéristiques ou traits observables (phénotypiques) de l'organisme qui se sont adaptés.
Avec la spéciation, l'adaptation est à l'origine de la grande diversité d'espèces que l'on trouve sur Terre.
Laspéciation est le processus par lequel des populations d'organismes évoluent pour devenir de nouvelles espèces.
Qu'est-ce qui peut être confondu avec l'adaptation ? Certaines espèces peuvent être définies comme des généralistes, c'est-à-dire qu'elles sont capables de vivre et de prospérer dans de nombreux habitats et dans des conditions environnementales différentes (comme des climats différents).
Les coyotes(Canis latrans) (Fig. 1) et les ratons laveurs(Procyon lotor) sont deux exemples de généralistes que tu connais peut-être très bien. En raison de leur nature généraliste, ces deux espèces se sont habituées à vivre dans un paysage dominé par l'homme et ont en fait étendu leur aire de répartition géographique en présence de l'homme.
On les trouve dans les zones urbaines, suburbaines et rurales et ils ont appris à s'attaquer aux animaux domestiques et à fouiller les poubelles humaines.
Figure 1 : Les coyotes sont un excellent exemple d'une espèce généraliste qui a appris à prospérer dans un paysage humain, mais il ne s'agit pas d'une adaptation. Source : Wiki Commons, domaine public
Ilne s'agit PAS d'un exemple d'adaptation. Ces espèces ont pu prospérer dans un paysage dominé par l'homme grâce à leur nature généraliste, qui a précédé l'arrivée des humains et leur a permis d'exploiter de nouvelles opportunités. Elles n'ont pas évolué vers de nouveaux traits qui leur permettraient de mieux survivre aux côtés des humains.
Parmi les autres exemples d'espèces généralistes, on peut citer les alligators américains(Alligator mississippiensis), les crocodiles agresseurs(Crocodylus palustris), les ours noirs(Ursus americanus) et les corbeaux américains(Corvis brachyrhynchos). Par opposition aux spécialistes, qui sont des espèces qui ont besoin de niches écologiques et d'exigences d'habitat spécifiques pour survivre, comme les gavials(Gavialis gangeticus), les pandas(Ailuropoda melanoleuca) et les koalas(Phascolarctos cinereus).
Les caractéristiques sont des adaptations
Lescaractéristiques phénotypiques, ou traits, qui sont héréditaires sont les adaptations qui nous intéressent en biologie. Les exemples de traits phénotypiques vont de la couleur des yeux et de la taille du corps à la capacité de thermorégulation et au développement de certains traits structurels, tels que la morphologie du bec et du museau, comme nous le décrivons dans les sections suivantes.
Une adaptation ou une caractéristique adaptative est un trait héréditaire qui augmente les taux de survie et de reproduction d'un organisme.
Lestraits ou caractéristiques d'un organisme sont initialement donnés par son patrimoine génétique ou génotype. Cependant, tous lesgènes nesont pasexprimés, et lephénotype d'un organismedépend desgènes qui sont exprimés et de la façon dont ils le sont. Lephénotype dépend à la fois dugénotype et de l'environnement.
Importance de l'adaptation en biologie
L'adaptation est vitale pour la survie des espèces. Tout organisme vivant doit s'adapter à son environnement et trouver sa niche écologique pour survivre. Les adaptations permettent aux organismes de survivre dans des climats spécifiques, parfois même rudes. Elles permettent aux organismes d'éviter la prédation grâce au développement du camouflage ou de l'aposématisme.
On parle d'aposématisme lorsqu'un animal présente des caractéristiques qui "annoncent" aux prédateurs qu'il serait imprudent de s'en prendre à eux.
Ces caractéristiques sont généralement des couleurs vives et éclatantes et les effets désagréables peuvent aller de la toxicité mortelle et du venin à un goût désagréable. Les grenouilles empoisonnées( famille desDendrobatidae ), par exemple, ont développé des colorations vibrantes qui avertissent les prédateurs potentiels de leur toxicité !
Les adaptations peuvent également donner des avantages aux prédateurs, comme l'augmentation de la taille, de la vitesse et de la force, ainsi que le développement de mâchoires spécialisées ou de glandes à venin.
Par exemple, il existe quatre familles de serpents venimeux : les atractaspidés, les colubridés, les élapidés et les vipéridés. Les espèces de serpents de ces familles ont toutes développé des glandes à venin afin d'immobiliser et de consommer leurs proies, ainsi que pour se protéger ou se défendre contre les menaces potentielles, telles que les prédateurs ou les humains !
Un autre exemple serait le gavial indien, qui a développé une mâchoire fine et acérée afin de se spécialiser dans la prédation de poissons, plutôt que dans le régime alimentaire plus généralisé de nombreuses autres espèces de crocodiliens qui ont un museau plus volumineux.
Types d'adaptations
Les caractères d'adaptation peuvent concerner le comportement, la physiologie ou la structure d'un organisme, mais ils doivent être héréditaires. Il peut également y avoir des coadaptations. Nous en parlerons plus en détail ci-dessous.
- Lesadaptations comportementales sont des actions qui sont câblées dans un organisme dès la naissance, comme l'hibernation et la migration.
- Adaptations physiologiques sont celles qui impliquent des processus physiologiques internes, tels que la thermorégulation, la production de venin, la tolérance à l'eau salée et bien d'autres encore.
- Lesadaptations structurelles sont généralement les adaptations les plus visuellement apparentes et impliquent l'évolution des modifications structurelles qui changent l'apparence d'un organisme d'une manière ou d'une autre.
- Lacoadaptation se produit lorsqu'une relation évolutive symbiotique pour l'adaptation se produit entre deux ou plusieurs espèces. Par exemple, les colibris et de nombreuses espèces de fleurs ont développé des adaptations qui sont mutuellement bénéfiques.
Exemples d'adaptations en biologie
Voyons quelques exemples pour chaque type d'adaptation que nous avons décrit ci-dessus.
Adaptation comportementale : l'hibernation
Les marmottes(Marmota monax), également appelées marmottes, sont une espèce de marmotte originaire d'Amérique du Nord. Alors qu'elles sont actives pendant les mois d'été, elles entrent dans une période d'hibernation prolongée de la fin de l'automne au début du printemps. Pendant cette période, leur température interne passe d'environ 37°C à 4°C !
De plus, leur rythme cardiaque s'effondre à seulement quatre battements par minute ! C'est un exemple d'adaptation comportementale qui permet à la marmotte de survivre aux hivers rigoureux, lorsque les fruits et la végétation qu'elle consomme sont peu disponibles.
Adaptation comportementale : la migration
Le gnou bleu(Connochaetes taurinus) (Fig. 2) est une espèce d'antilope originaire d'Afrique subsaharienne. Oui, malgré leur apparence bovine, les gnous sont en fait des antilopes.
Chaque année, les gnous bleus participent à la plus grande migration de troupeaux sur Terre, lorsque plus d'un million d'entre eux quittent la zone de conservation du Ngorongoro en Tanzanie pour traverser le Serengeti jusqu'au Masai Mara au Kenya, littéralement à la recherche de pâturages plus verts, en raison du régime des pluies saisonnières. La migration est si importante qu'elle peut être vue de l'espace !
En chemin, les gnous sont confrontés à la prédation de nombreux grands prédateurs, en particulier les lions africains(Panthera leo) et les crocodiles du Nil(C. niloticus).
Figure 2 : Chaque année, plus d'un million de gnous bleus participent à la plus grande migration de troupeaux sur Terre. Source : Wiki Commons, domaine public
Adaptation physiologique : tolérance à l'eau salée
Le crocodile d'eau salée(C. porosus) est le plus grand reptile du monde et, malgré son nom commun, c'est une espèce d'eau douce (figure 3). Les vrais crocodiles marins ont disparu il y a des millions d'années.
Son nom commun vient du fait que les individus de cette espèce peuvent passer de longues périodes en mer et l'utilisent couramment comme moyen de transport entre les systèmes fluviaux et les îles. Cette capacité à naviguer a permis à l'espèce de coloniser de nombreuses îles sur deux continents, avec une distribution allant de l'est de l'Inde à l'archipel Indo-Malais en passant par l'Asie du Sud-Est, jusqu'au groupe Santa Cruz des îles Salomon et Vanuatu, le plus à l'est !
En outre, des crocodiles individuels ont été trouvés à plus de 1000 miles des populations résidentes les plus proches sur des îles du Pacifique Sud, telles que Pohnpei et Fidji.
Figure 3 : Un crocodile d'eau salée (à droite) et un crocodile d'eau douce australien (C. johnstoni) (à gauche) loin en amont de la section d'eau douce d'une rivière. Malgré son nom commun, le crocodile d'eau salée est une espèce d'eau douce. Source : Brandon Sideleau, travail personnel.
Comment une espèce d'eau douce comme le crocodile d'eau salée peut-elle survivre pendant de longues périodes en mer ? En maintenant l'homéostasie ionique grâce à l'utilisation de glandes linguales excrétrices de sel spécialement adaptées, qui expulsent les ions chlorure et sodium indésirables.
Ces glandes excrétrices de sel sont également présentes chez certaines autres espèces de crocodiles, notamment le crocodile américain(C. acutus), qui a une écologie très similaire à celle du crocodile d'eau salée, mais qui est absente chez les alligators.
Adaptation structurelle : les défenses
Un exemple intéressant mais moins connu d'animal présentant une adaptation structurelle est le babirusa.
Les babirusas (Fig. 4) appartiennent au genre Babyrousa de la famille des Suidés (qui comprend tous les cochons et autres porcs) et sont originaires de l'île indonésienne de Sulawesi, ainsi que de quelques îles voisines plus petites. Les babirusas sont visuellement frappants en raison de la présence de grandes défenses incurvées sur les mâles. Ces défenses sont de grandes canines qui poussent vers le haut à partir de la mâchoire supérieure et qui pénètrent dans la peau du museau supérieur et se recourbent vers les yeux !
De toutes les espèces de mammifères existantes, seul le babirusa a des canines qui poussent verticalement. Étant donné que les seuls prédateurs naturels auxquels les babirusas sont confrontés sont les crocodiles (pour lesquels les défenses ne constitueraient pas une défense), il a été suggéré que les défenses ont évolué non pas pour se défendre contre les prédateurs, mais plutôt pour protéger le visage et le cou pendant les batailles de compétition avec d'autres mâles.
Figure 4 : Représentation artistique d'un babirusa. Note les défenses incurvées qui pénètrent dans la partie supérieure du museau. Source : Wiki Commons, domaine public
Co-adaptation : pollinisation des fleurs par les colibris
La liane trompette(Campsis radicans) d'Amérique du Nord est souvent appelée "liane colibri" en raison de l'attrait qu'elle exerce sur les colibris. Ces lianes à trompette ont en effet développé des caractéristiques, notamment une coloration rouge, qui attirent les colibris, en particulier le colibri à gorge rubis(Archilochus colubris) (Fig. 5). Pourquoi ? Parce que les colibris pollinisent les fleurs.
Les colibris ont également développé des adaptations qui leur sont propres pour faciliter l'obtention du nectar des fleurs, en modifiant la taille et la forme de leur bec.
Figure 5 : Le colibri à gorge rubis (à gauche) et la liane à trompette (à droite) ont développé des adaptations mutuellement bénéfiques. C'est ce qu'on appelle la coadaptation. Source : Wiki Commons, Domaine public
Maintenant, j'espère que tu es plus confiant dans ta compréhension de l'adaptation !
Qu'est-ce que l'adaptation ? - Points clés à retenir
- En biologie, l'adaptation est un processus héréditaire qui implique la transmission de traits adaptatifs d'une génération à l'autre.
- L'adaptation n'inclut PAS l'apprentissage de nouveaux comportements par un organisme, à moins que ces nouveaux comportements ne soient le résultat d'une caractéristique héréditaire.
- Les caractéristiques phénotypiques, ou traits, qui entraînent l'évolution d'une espèce sont les adaptations qui nous intéressent en biologie.
- Il existe quatre types d'adaptation : comportementale, physiologique, structurelle et coadaptation.
- Avec la spéciation, l'adaptation est à l'origine de la grande diversité d'espèces que l'on trouve sur Terre.
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