Causes de la variabilité du choix de partenaire chez les femelles de canaris domestiques Serinus canaria, Causes of the variability of partner choices by females of domestic canaries Serinus canaria

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Publié par

Sous la direction de Laurent Nagle
Thèse soutenue le 22 octobre 2010: Paris 10
Le fil conducteur de cette thèse est la variabilité du choix de partenaire chez les femelles de canaris domestiques Serinus canaria. Elle s’articule autours de trois axes. Lors des deux premiers chapitres, les femelles sont exposées à deux types de chants de mâles : un chant A16, hautement attractif et un chant A8, faiblement attractif. Le nombre de Postures de Sollicitation à l’Accouplement (PSA) que prennent les femelles permet de déterminer leur motivation sexuelle (le nombre total de PSA), leur préférence pour un des deux types de chant, ainsi que leur sélectivité (la proportion de PSA pour A16 ramené au nombre total de PSA). Dans le premier chapitre, deux types de traitements ont permis de modifier la condition des femelles. Dans une première expérience, les plumes des ailes de certaines femelles ont été raccourcies et dans une seconde, les deux groupes de femelles ont été nourris avec des régimes alimentaires différents. Les résultats présentés témoignent du fait que les femelles de canaris domestiques peuvent évaluer leur propre condition et peuvent produire des réponses appropriées aux chants des mâles. Les individus en meilleure condition sont plus sélectifs. Le deuxième chapitre a identifié différents contextes dans lesquels les femelles modifient leurs réponses comportementales aux chants des mâles. Le timing de la diffusion des stimuli est un facteur expliquant le pattern de PSA produites. L’horaire de la journée a un impact sur la sélectivité des femelles, le jour du cycle de ponte modifie la motivation sexuelle, les choix et la sélectivité et, enfin, l’ordre du cycle de ponte a un effet sur la motivation sexuelle et les choix des femelles. En revanche, aucun impact du rang social n’a pu être mis en évidence. Le dernier chapitre s’intéresse au choix de sperme par la femelle du canari domestique. Avant l’accouplement, les femelles sont parfois obligées de choisir des mâles non optimaux. Les expériences de ce chapitre démontrent que les femelles peuvent éjecter le sperme de leur ancien partenaire dans leur défécation et que ce rejet est plus fréquent lorsqu’elles entendent des chants de mâles de bonne qualité. Ces résultats indiquent que les femelles de canaris domestiques adaptent leurs réponses sexuelles en fonction de la condition et du contexte dans lesquels le choix s’effectue. La sélection sexuelle ne s’arrête pas au moment du choix de partenaire puisque les mécanismes d’un choix cryptique directionnel (i.e. allant dans le même sens que la sélection pré-copulatoire) sont décrits dans le dernier chapitre de ce manuscrit.
-Choix du partenaire
The guiding principle of this thesis is the variability of partner choice in females of domestic canaries Serinus canaria. It is developed in three chapters. The first two chapters present studies in which the females are exposed to two types of male songs: a highly attractive A16 song and a weakly attractive A8 song. The number of Copulation Solicitation Displays (CSDs) adopted by the females enables one to determine their sexual motivation (the total number of CSDs), their preference for one of both types of song, and also their choosiness (the proportion of CSDs for A16 compared to the total number of CSDs). In the experiments of the first chapter, two types of treatments enable us to modify the condition of the females. In the first experiment, the wing feathers of some females were shortened. In the second, both groups of females were fed different diets. The results indicate that domestic canaries females can evaluate their own condition and can produce adapted responses to male song. Individuals with better condition were found to be more choosy. The second chapter identified different contexts in which females modify their behavioural responses to male song. The timing of the playbacks stimuli is a factor explaining the pattern of the produced CSDs. The time of day has an impact on female choosiness, the day of the laying cycle modifies sexual motivation, choice and choosiness, and, finally, the order of the laying cycle has an effect on the sexual motivation and on female choice. However, no impact effect of social rank was identified in our study. The last chapter deals with sperm choice by the domestic canary female. Before copulating, females must sometimes choose non optimal males. The experiments of this chapter demonstrate that females can reject the sperm of their previous partner in their defecations and that this rejection is more common when they hear good quality male songs. These results indicate that females of domestic canaries adapt their sexual responses as a function of the condition and of the context in which their choices are made. Sexual selection does not stop at the time of the partner choice since the mechanisms of directional cryptic choice (i.e. that goes in the same direction as pre-copulatory choice) are described in the last chapter of this manuscript.
Source: http://www.theses.fr/2010PA100106/document
Publié le : samedi 29 octobre 2011
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Institut Emilie du
Châtelet
Université de Paris Ouest Nanterre La Défense
Ecole doctorale 139 : Connaissance, Langage, Modélisation
Laboratoire d’Ethologie et de Cognition Comparées
Thèse de Doctorat en Ethologie
présentée par A. Lerch
Sous la direction du Professeur Laurent Nagle
Causes de la variabilité du choix
de partenaire chez les femelles
de canaris domestiques Serinus canaria
Membres du Jury :

Thierry AUBIN, Rapporteur Centre de Neurosciences, Université de Paris-sud
Directeur de recherche

Diego GIL Rapporteur Museo National de Ciensas Naturales de Madrid (Espagne)
Docteur

Michel KREUTZER Examinateur Laboratoire d’Ethologie et de Cognition Comparées,
Professeur Université de Paris Ouest Nanterre La Défense

Gérard LEBOUCHER Président du jury Laboratoire d’Ethologie et de Cognition Comparées,
Professeur Université de Paris Ouest Nanterre La Défense

Nicolas MATHEVON Examinateur Equipe Bioacoustique,
Professeur Université Jean Monnet de St Etienne

Laurent NAGLE Directeur de thèse Laboratoire d’Ethologie et de Cognition Comparées,
Professeur Université de Paris Ouest Nanterre La Défense Causes de la variabilité du choix
de partenaire chez les femelles
de canaris domestiques Serinus canaria
Sous la direction du Professeur Laurent Nagle Illustration de la couverture : Julie Demesse Sommaire

Sommaire .................................................................................................................................. p.5
Note aux lecteurs ....................................................................................................................... p.11
Remerciements .......................................................................................................................... p.12
Résumé ..................................................................................................................................... p.13
Abstract ..................................................................................................................................... p.14


Introduction générale ................................................................................................. p.15

I/ Le contexte et l’histoire évolutive des oiseaux ................................................................... p.15

II/ Présentation du modèle biologique : le canari domestique Serinus canaria ................. p.18

III/ La reproduction chez les oiseaux .................................................................................... p.20
Les systèmes d’appariement ...................................................................................................... p.20
L’anatomie des appareils reproducteurs .................................................................................... p.22
Le mâle ............................................................................................................................. p.23
La femelle ........................................................................................................................ p.24
La ponte et les œufs ................................................................................................................... p.25
Les soins parentaux ................................................................................................................... p.27

IV/ La communication acoustique ......................................................................................... p.28
Généralités et définitions ........................................................................................................... p.28
La communication acoustique dans le règne animal ....................................................... p.28
Définitions essentielles concernant le chant des oiseaux ................................................. p.29
La production des chants chez les oiseaux chanteurs ............................................................... p.32
La syrinx et la modulation des sons ................................................................................. p.32
Les bases cérébrales de la production du chant ............................................................... p.33
Le circuit moteur ........................................................................................................ p.33
Les noyaux cérébraux intervenant dans l’apprentissage du chant ............................. p.36
Les différents modèles de développement des chants ..................................................... p.37
Le chant chez les oiseaux élevés en isolement acoustique .............................................. p.38
Le chant développé en présence de différents modèles ................................................... p.38
Les fonctions du chant ............................................................................................................... p.39

V/ La reproduction et les hormones sexuelles ...................................................................... p.41
La photopériode et la saisonnalité de la reproduction ............................................................... p.41
Le chant sous l’influence de concentrations hormonales .......................................................... p.43

VI/ La sélection sexuelle .......................................................................................................... p.44
La sélection sexuelle pré-copulatoire ........................................................................................ p.46
Le sens de la sélection sexuelle........................................................................................ p.46
L’anisogamie .................................................................................................................... p.46
5 Le sex-ratio opérationnel ................................................................................................. p.47
La sélection intra-sexuelle ......................................................................................................... p.47
Trouver un partenaire ....................................................................................................... p.47
Statut de dominance ......................................................................................................... p.48
La sélection inter-sexuelle ......................................................................................................... p.49
Les Caractères Sexuels Secondaires (CSS) ..................................................................... p.49
Le principe du handicap ................................................................................................... p.50
Les bénéfices directs ........................................................................................................ p.50
Les bénéfices indirects ..................................................................................................... p.51
La sélection sexuelle post-copulatoire ...................................................................................... p.53
La compétition spermatique ............................................................................................. p.53
Le choix cryptique ........................................................................................................... p.54
Tentative de synthèse ................................................................................................................ p.55

VII/ La plasticité du choix du partenaire .............................................................................. p.57

VIII/ Principe général des expérimentations et organisation du manuscrit ...................... p.61


Chapitre I : L’influence de la condition lors du choix de partenaire
................................................................................................................................................... p.63

I/ Les coûts liés au choix du partenaire ................................................................................. p.63
Le coût de l’expression des CSS ............................................................................................... p.64
Le coût du choix de partenaire .................................................................................................. p.65

II/ Les conditions influençant la sélectivité des femelles ...................................................... p.67
L’ontogénèse des préférences ................................................................................................... p.67
Les limites de la discrimination des caractères sexuels secondaires ......................................... p.68
La condition physique des femelles et la limitation de l’investissement dans le choix d’un
partenaire ................................................................................................................................... p.69

Première expérimentation : impact de la coupe des rémiges sur le choix
de partenaire des femelles ........................................................................................... p.71

I/ Matériel et méthodes ........................................................................................................... p.71
Sujets et conditions de maintenance .......................................................................................... p.71
Le chant des mâles .................................................................................................................... p.72
Manipulation des oiseaux .......................................................................................................... p.74
Test de choix des femelles ........................................................................................................ p.78
Analyse des résultats ................................................................................................................. p.79
Variation de la masse corporelle lors de l’expérience ..................................................... p.79
Analyse du scan réalisé pendant la période en volière..................................................... p.79
Motivation sexuelle des femelles ..................................................................................... p.80
Choix des femelles et comparaisons intra-groupes .......................................................... p.80
Sélectivité des femelles et comparaisons inter-groupes ................................................... p.80
6
II/ Résultats de la première expérimentation ...................................................................... p.81
Evolution de la masse corporelle .............................................................................................. p.81
Les pré-tests ............................................................................................................................... p.82
Impact de la coupe des ailes sur la motivation sexuelle ............................................................ p.83
Impact de la coupe des ailes sur le choix et la sélectivité des femelles .................................... p.83

Deuxième expérimentation : impact de la qualité de la nourriture sur le
choix de partenaire des femelles .............................................................................. p.85

I/ Matériel et méthodes ........................................................................................................... p.85
Manipulation des oiseaux .......................................................................................................... p.85
Test de choix des femelles ........................................................................................................ p.86
Analyse des résultats ................................................................................................................. p.86
Impact de la qualité de l’alimentation sur la masse corporelle des femelles ................... p.86
Analyse des réponses sexuelles des femelles ................................................................... p.87
Analyses statistiques ........................................................................................................ p.87

II/ Résultats de la deuxième expérimentation ...................................................................... p.87
Evolution de la masse corporelle .............................................................................................. p.87
Impact du régime alimentaire sur la motivation sexuelle des femelles ..................................... p.89
Impact du régime alimentaire sur le choix et la sélectivité des femelles .................................. p.90

Discussion sur l’impact de la condition sur le choix de partenaire ........ p.92

I/ Evolution de la masse corporelle des femelles ................................................................... p.92

II/ Comparaisons intra-groupes ............................................................................................. p.93

III/ Comparaisons inter-groupes ........................................................................................... p.94


Chapitre II : L’influence du contexte dans le choix de partenaire . p.97

I/ Les facteurs environnementaux ......................................................................................... p.98
L’énergie liée à la recherche des partenaires............................................................................. p.98
L’effet de l’environnement sur la détection des signaux physiques ......................................... p.98
Le risque de prédation ............................................................................................................... p.99
Les cycles saisonniers, les cycles de ponte, le rythme circadien .............................................. p.101

II/ Les facteurs sociaux ........................................................................................................... p.102
Les interactions entre mâles. ..................................................................................................... p.102
La copie du choix du partenaire ................................................................................................ p.104
La compétition entre femelles ................................................................................................... p.105

7 Première expérimentation : les variations cycliques des réponses
sexuelles des femelles de canaris domestiques ................................................. p.106

I/ Matériel et méthodes ........................................................................................................... p.106
Protocole expérimental .............................................................................................................. p.106
Test de choix des femelles ........................................................................................................ p.107
Analyse des résultats ................................................................................................................. p.107
Rythme circadien et réponses sexuelles des femelles ...................................................... p.107
Variations dans un cycle de ponte ................................................................................... p.108
Variations entre les cycles de ponte ................................................................................. p.108
Analyses statistiques ........................................................................................................ p.109

II/ Résultats de la première expérimentation ....................................................................... p.109
Impact de l’horaire sur le nombre de réponses, le choix et la sélectivité des femelles ............. p.109
Impact du jour du cycle de ponte sur le nombre de réponses, le choix et la sélectivité des femelles
................................................................................................................................................... p.112
Impact du cycle de ponte sur le nombre de réponses, le choix et la sélectivité des femelles ... p.115


Deuxième expérimentation : impact du facteur hiérarchique sur le choix
de partenaire des femelles ........................................................................................... p.117

I/ Matériel et méthodes ........................................................................................................... p.117
Les pré-tests : détermination du rang social .............................................................................. p.117
Test de choix des femelles ........................................................................................................ p.118
Analyse des résultats ................................................................................................................. p.119

II/ Résultats de la deuxième expérimentation ....................................................................... p.119
Résultats des pré-tests ............................................................................................................... p.119
Relation entre le statut hiérarchique et le temps passé à la mangeoire ..................................... p.120
Résultats des tests : impact du facteur social sur la motivation des femelles ........................... p.121
Résultats des tests : impact du facteur social sur le choix et la sélectivité des femelles ........... p.122

Discussion sur l’influence du contexte lors du choix de partenaire ....... p.123

I/ Les cycles de reproduction du canari domestique et leur impact sur le choix de partenaire
................................................................................................................................................... p.123
Variation quotidienne des réponses des femelles ...................................................................... p.123
Variation des réponses des femelles au cour du cycle de ponte ................................................ p.124
Variation des réponses des femelles entre les cycles de ponte ................................................. p.124

IV/ L’impact du rang hiérarchique sur la sélectivité des femelles...................................... p.126


8 Chapitre III : La polyandrie et la possibilité de revenir sur ses choix
de partenaire .................................................................................................................... p.129

I/ La compétition spermatique ............................................................................................... p.129
La compétition par exploitation ................................................................................................ p.129
La compétition par interférence ................................................................................................ p.130
Extension de la définition de la compétition spermatique ........................................................ p.131

II/ Le choix cryptique post-copulatoire ................................................................................. p.132
Avantages évolutifs et développement du choix cryptique ....................................................... p.132
Les mécanismes du choix cryptique post-copulatoire ............................................................... p.132
Rejet immédiat du sperme ......................................................................................................... p.133
Le choix cryptique directionnel ................................................................................................. p.134

Première expérimentation : le nombre de défécations augmente à l’écoute
de chants hautement réactogènes ............................................................................. p.135

I/ Matériel et méthodes ........................................................................................................... p.135
Les chants des mâles ................................................................................................................. p.135
Protocole expérimental .............................................................................................................. p.136
Analyse des résultats ................................................................................................................. p.138

II/ Résultats de la première expérimentation ....................................................................... p.139
L’impact du chant sur le nombre de postures de sollicitation à l’accouplement ...................... p.139
L’impact du chant sur le nombre de défécations en jours courts .............................................. p.139
L’impact du chant sur le nombre de défécations en jours longs ............................................... p.140

Deuxième expérimentation : une augmentation du nombre de défécations
se traduit par une éjection de sperme plus fréquente ..................................... p.142

I/ Matériel et méthodes ........................................................................................................... p.142
Protocole expérimental .............................................................................................................. p.142
Analyses statistiques ................................................................................................................. p.143

II/ Résultats de la deuxième expérimentation ...................................................................... p.144
L’impact du chant sur le nombre de postures de sollicitation à l’accouplement ...................... p.144
L’impact du chant sur le nombre de défécations ....................................................................... p.145
L’impact du chant sur le nombre de rejets de sperme ............................................................... p.145
Corrélation entre les trois paramètres mesurés.......................................................................... p.145


Discussion sur la possibilité de revenir sur son choix, le choix de sperme,
la copulation extra-couple ........................................................................................... p.148
9

Discussion générale ...................................................................................................... p.153

I/ Choix et condition de la femelle .......................................................................................... p.153

II/ Choix de la femelle et contexte .......................................................................................... p.158

III/ Choix de sperme par les femelles de canaris domestiques ............................................ p.164

IV/ Bilan et ouverture ............................................................................................................. p.164

Références .......................................................................................................................... p.179

Annexes : articles en cours issus de mes travaux de thèse ................. p.181
Female canaries with compromiesed body condition demonstrate decreased preferences for
highly attractive songs ............................................................................................................... p.183
Diet quality affects male choice in domestic female canary Serinus canaria........................... p.201
Opposite cycling of female receptivity and selectivity to male song through the circadian rhythm
in canaries Serinus canaria ....................................................................................................... p.215
Provoking sperm rejection in female: a new function of male bird song? ................................ p.233

Autre article en cours .............................................................................................................. p.247
Closed-loop bird-computer interactions: a new method to study the role of bird calling ......... p.247

CURRICULUM VITAE ........................................................................................................... p.269



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