Charles Darwin avait un problème d’abeilles. Les abeilles construisaient des ruches pour une reine, mais les ouvrières, qui rassemblaient la nourriture et prenaient soin des jeunes, n’avaient pas de petits à eux. Ce comportement est appelé altruisme, le comportement d’un animal qui profite à un autre à ses propres dépens. Si l’évolution par sélection naturelle était motivée par la capacité du plus apte à se reproduire, pourquoi les abeilles existaient-elles ? Des instincts aussi simples que les abeilles fabriquant une ruche pourraient suffire à renverser toute ma théorie, a écrit Darwin. À l’époque, il n’avait pas de bonne explication pour un tel comportement de sacrifice de soi, bien qu’il ait suggéré plus tard que ce trait pourrait peut-être exister dans une population s’il aidait la famille.
Darwin manquait de connaissances clés – la génétique – ce qui signifiait qu'il ne savait pas comment les traits étaient héréditaires ou transmis. Mais le moine, Gregor Mendel, l’a fait. Ses travaux fondateurs sur la génétique et l’hérédité ont été publiés en 1866, ouvrant des indices potentiels. D’autres scientifiques ont ensuite suggéré que la parenté, le nombre de gènes partagés par deux i
Simulation d’un comportement eusocial et solitaire
Remarque : Dans cette simulation, vous représenterez soit un animal eusocial, soit un animal solitaire. Le but de cette simulation est de maximiser votre condition physique en reproduisant autant de descendants que possible pendant les cinq minutes allouées. Pour ce faire, vous devez rechercher des ressources et vous reproduire dans les limites du rôle qui vous a été attribué.
En supposant une taille de classe de 10, 4 individus devraient former le groupe des abeilles solitaires, ou des abeilles charpentières, et les 6 autres élèves devraient former le groupe des abeilles eusociales. Remarque : Le groupe d’abeilles mellifères eusociales comprendra une reine, un faux-bourdon et quatre ouvrières. La reine et le faux-bourdon se reproduiront et protégeront les ressources, tandis que les ouvrières chercheront et voleront les ressources. Les élèves de l’abeille charpentière solitaire doivent effectuer toutes les tâches de cette activité, à l’exception de la reproduction, par eux-mêmes.
Stockez vos ressources pour la reproduction dans le bol du nid fourni par votre instructeur. Ces ressources sont représentées par un assortiment de haricots qui peuvent être collectés en cherchant de la nourriture dans les seaux de l’environnement ou en volant dans d’autres nids.
Les bonnets bleus sont mâles et les bonnets rouges sont femelles, et ils seront utilisés pour produire une progéniture. Cela se fait en combinant les quatre types de haricots dans une tasse rouge ou bleue pour symboliser les ressources nécessaires à la reproduction, puis en empilant une tasse terminée à l’intérieur d’une tasse de la couleur opposée qui contient également un de chaque type de haricot, pour simuler un accouplement qui produit une progéniture de deux tasses, une de chaque parent.
Pour se reproduire, les étudiants solitaires devront chercher un autre étudiant solitaire avec une tasse de couleur opposée. À l’inverse, la reine eusociale et le faux-bourdon se reproduisent toujours l’un avec l’autre. HYPOTHÈSES : Les hypothèses pour cette activité de laboratoire sont basées sur les avantages possibles des groupes eusociaux par rapport aux individus solitaires. L’autre hypothèse pourrait être qu’un groupe, qu’il soit eusocial ou solitaire, aura un avantage sur l’autre, compte tenu des contraintes écologiques, et cela se reflétera dans le nombre de descendants par habitant. L’hypothèse nulle pourrait être qu’il y aura un avantage conféré par l’une ou l’autre des stratégies.
Si vous êtes un ouvrier dans le groupe des abeilles domestiques ou un étudiant solitaire dans le groupe des abeilles charpentières, marchez de l’autre côté de la pièce pour chercher un haricot dans le riz du côté butineur de la pièce et ramenez le haricot dans votre bol du côté du nid de la pièce. Remarque : Même si cette activité a une limite de temps de 5 minutes, la course n’est pas autorisée.
Si un étudiant solitaire n’est pas présent à un bol voisin, vous pouvez essayer de voler un haricot à la fois, en utilisant une tasse pour ramasser le haricot sans toucher le haricot ou le bol avec autre chose que la tasse. Vous devez immédiatement arrêter d’essayer de voler si l’élève solitaire revient à son bol avant que vous n’ayez fini de voler. Remarque : Les voisins ne peuvent pas voler dans les nids eusociaux car la reine et le faux-bourdon ne quittent pas leur nid.
Vous pouvez créer une progéniture à tout moment pendant l’activité. N’oubliez pas d’étiqueter votre nom sur chaque coupe qui est apportée à une progéniture pour garder une trace de votre reproduction. Remarque : Les groupes eusociaux produisent deux petits pour leur groupe à chaque fois qu’ils se reproduisent, tandis que les élèves solitaires ne produisent qu’une seule progéniture par accouplement reproductif.
Résultats
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Si vous étiez une abeille charpentière solitaire, notez le nombre de descendants que vous avez produits dans la ligne appropriée du tableau. Cliquez ici pour télécharger le Tableau 1
Si vous faisiez partie du groupe d’abeilles eusocial, notez le nombre de descendants produits par votre reine et votre faux-bourdon.
Pour calculer la condition physique d’un élève d’abeille charpentière solitaire, il suffit de compter le nombre de descendants que l’élève a produits.
Pour calculer la valeur adaptative d’un élève abeille eusocial, divisez le nombre de descendants produits par la reine et le faux-bourdon par le nombre de membres du groupe, dans ce cas 6, pour obtenir une valeur de fitness par élève.
Lorsque chaque élève a calculé sa valeur de condition physique respective, calculez le nombre moyen de progénitures produites pour chaque catégorie sociale et tracez-le sous forme de graphique à barres. Cliquez ici pour télécharger le Tableau 2
Ensuite, utilisez l'équation de Hamilton pour analyser les données. Pour ce faire, on fixe r égal au degré de parenté, B à la valeur moyenne de la classe de fitness eusocial et C à la classe moyenne de fitness solitaire. r * B > C
Utilisez ces résultats pour déterminer si le comportement altruiste doit persister dans votre groupe d’abeilles eusociales. Discutez des variables de l'équation de Hamilton qui peuvent contribuer à cette observation. Considérez les circonstances dans lesquelles vous vous attendriez à voir des résultats différents.
