Plasticité comportementale - Behavioral plasticity
La plasticité comportementale fait référence à un changement dans le comportement d'un organisme qui résulte de l'exposition à des stimuli, tels que des conditions environnementales changeantes. Le comportement peut changer plus rapidement en réponse à des changements de stimuli internes ou externes que ce n'est le cas pour la plupart des traits morphologiques et de nombreux traits physiologiques. En conséquence, lorsque les organismes sont confrontés à de nouvelles conditions, des changements de comportement surviennent souvent avant les changements physiologiques ou morphologiques. Par exemple, les larves d'amphibiens ont modifié leur comportement anti-prédateur dans l'heure qui suit un changement dans les signaux des prédateurs, mais les changements morphologiques de la forme du corps et de la queue en réponse aux mêmes signaux ont nécessité une semaine.
Fond
Pendant de nombreuses années, les éthologues ont étudié les façons dont le comportement peut changer en réponse à des changements de stimuli externes ou à des changements dans l'état interne d'un organisme. Dans une littérature parallèle, les psychologues étudiant l'apprentissage et la cognition ont passé des années à documenter les nombreuses façons dont les expériences passées peuvent affecter le comportement qu'un individu exprime à l'heure actuelle. L'intérêt pour la plasticité comportementale a pris de l'importance plus récemment en tant qu'exemple d'un type de plasticité phénotypique avec des conséquences majeures pour la biologie évolutive.
Les types
La plasticité comportementale peut être largement organisée en deux types : exogène et endogène. La plasticité exogène fait référence aux changements dans le phénotype comportemental (c'est-à-dire les comportements observables) causés par un stimulus externe, une expérience ou un environnement. La plasticité endogène englobe les réponses plastiques résultant de changements dans les signaux internes, tels que le génotype , les rythmes circadiens et les menstruations .
Ces deux grandes catégories peuvent être subdivisées en deux autres classifications importantes. Lorsqu'un stimulus externe provoque ou "active" une réponse immédiate (un effet immédiat sur le comportement), alors l'organisme fait preuve de plasticité contextuelle. Cette forme de plasticité met en évidence le concept selon lequel des stimuli externes dans un contexte donné activent des mécanismes ou des voies neuronales et hormonales qui existent déjà à l'intérieur de l'organisme. En revanche, si le comportement actuel d'un organisme est altéré par des expériences passées, on dit que l'animal présente une plasticité comportementale développementale ou « innée ». On pense généralement que cette forme de plasticité nécessite la formation de nouvelles voies neuronales.
La plasticité comportementale développementale correspond à la définition couramment utilisée de la plasticité : un même génotype peut exprimer plus d'un phénotype comportemental en raison de différentes voies de développement déclenchées par des différences d'expériences passées. La plasticité développementale comprend donc ce que l'on appelle « l' apprentissage ». Cependant, la plasticité du développement comprend également des changements de développement dans la morphologie et la physiologie liés à un comportement particulier, tels que des changements dans les muscles, les membres ou les os qui influencent la recherche de nourriture ou la locomotion tout au long de la vie de l'organisme.
Une différence majeure entre la plasticité développementale et contextuelle est le compromis inhérent entre le moment d'interpréter un stimulus et de présenter un comportement. La plasticité contextuelle est une réponse quasi immédiate à l'environnement. Les réseaux hormonaux/voies neuronales sous-jacents sont déjà présents, il ne s'agit donc que de les activer. En revanche, la plasticité développementale nécessite des changements internes dans les réseaux hormonaux et les voies neuronales. En conséquence, la plasticité développementale est souvent, mais pas toujours, un processus plus lent que la plasticité contextuelle. Par exemple, l' accoutumance est un type d'apprentissage (plasticité développementale) qui peut se produire dans un court laps de temps. L'un des avantages de la plasticité comportementale développementale qui se produit sur de longues périodes de temps est que de tels changements peuvent se produire de concert avec des changements dans les traits morphologiques et physiologiques. Dans de tels cas, le même ensemble de stimuli externes ou internes peut conduire à des changements coordonnés dans les suites de traits comportementaux, morphologiques et physiologiques.
Exemples
La plasticité contextuelle est généralement étudiée en présentant au même individu différents stimuli externes, puis en enregistrant leurs réponses à chaque stimulus. Par exemple, les fourmis peuvent modifier rapidement leur vitesse de course en réponse aux changements de température extérieure. Un autre exemple de plasticité contextuelle se produit lorsque les oiseaux modifient leurs vocalisations en réponse à des changements de hauteur ou d'intensité du bruit de fond. La plasticité contextuelle joue un rôle majeur dans les études sur la préférence du partenaire , dans lesquelles chaque sujet est exposé aux signaux de différents partenaires et sa réponse à chaque signal est quantifiée. Dans ce cas, une réponse attractive plus forte à un signal particulier est supposée refléter une préférence pour les partenaires avec ce signal.
La plasticité développementale englobe les nombreuses façons dont les expériences passées d'un organisme peuvent affecter son comportement actuel. La plasticité développementale comprend donc l'apprentissage, l'acclimatation et toute situation dans laquelle les conditions environnementales au début de la vie affectent le comportement exprimé plus tard dans la vie (également appelée plasticité ontogénétique. Puisqu'un individu donné ne peut être élevé que dans un ensemble de conditions, la plasticité ontogénétique est étudiée par diviser les individus appariés en deux groupes ou plus, puis élever chaque groupe dans un ensemble différent de conditions.Par exemple, cette conception expérimentale a été utilisée pour démontrer que la densité à laquelle les larves de mites étaient élevées affectait les signaux de parade nuptiale qu'elles produisaient à l'âge adulte. La plasticité endogène comprend les rythmes circadiens, les rythmes circadiens et les changements de comportement en fonction de l'âge. Un bon exemple de plasticité endogène se produit avec le poisson zèbre ( Danio rerio ). Les larves de poisson zèbre présentent des rythmes circadiens dans leur réactivité à la lumière. Même lorsqu'elles sont maintenues dans l'obscurité continue , les poissons sont beaucoup plus sensibles aux changements de lumière (c'est-à-dire plus plasticité contextuelle) pendant la journée subjective que pendant la nuit subjective. Un autre exemple concerne les changements de comportement et de profil hormonal d'un individu au moment de la maturité sexuelle ; de tels changements sont des changements de physiologie qui se sont produits des mois ou des années plus tôt dans la vie.
Plasticité potentielle vs. réalisée
Une distinction utile à faire lorsqu'on examine la plasticité comportementale est entre la plasticité potentielle et la plasticité réalisée. La plasticité potentielle fait référence à la capacité d'un trait phénotypique donné à varier dans sa réponse à la variation des stimuli, des expériences ou des conditions environnementales. Ainsi, la plasticité potentielle est la plage théorique de plasticité comportementale qui pourrait être exprimée. Cette valeur n'est jamais vraiment connue, mais sert plutôt de référence dans les modèles de plasticité. La plasticité réalisée, quant à elle, fait référence à la mesure dans laquelle un phénotype donné varie réellement en réponse à des changements dans un stimulus, une expérience ou une condition environnementale spécifique.
Différences individuelles dans la plasticité comportementale
Des études récentes sur des animaux ont documenté des différences individuelles dans pratiquement tous les différents types de plasticités comportementales décrites ci-dessus. De plus, les plasticités comportementales peuvent elles-mêmes être plastiques développementales : les différences individuelles dans un type de plasticité qui s'exprime à un âge donné peuvent être affectées par les conditions auxquelles les sujets ont été exposés plus tôt dans la vie. Dans une variété d'espèces, par exemple, les signaux sociaux pendant la période juvénile affectent la plasticité contextuelle des réponses aux signaux des partenaires potentiels à l'âge adulte. Comme c'est le cas pour de nombreux autres types de plasticité, les chercheurs qui étudient le développement des différences individuelles de plasticité comportementale ont découvert que les gènes, les expériences antérieures et les interactions entre ces facteurs contribuent aux différences individuelles de plasticité comportementale qui s'expriment à un âge ou à un stade de la vie donné. . Une autre question qui suscite actuellement l'intérêt des étudiants en comportement animal et humain est de savoir si différents types de plasticités comportementales sont corrélés entre les individus : c'est-à-dire si certains individus sont généralement plus plastiques que d'autres. Bien qu'il existe des preuves que certains types de traits cognitifs ont tendance à être positivement corrélés entre les individus (voir le facteur g chez l'homme), à l'heure actuelle, il existe peu de preuves que d'autres types de plasticité (par exemple la plasticité contextuelle et la plasticité ontogénétique) sont corrélées entre les individus ou les génotypes chez l'homme ou l'animal.
Causes et conséquences évolutives
La plasticité comportementale peut avoir des impacts majeurs sur l' aptitude évolutive d'un individu. La plasticité développementale et contextuelle influencent la fitness d'un animal dans un nouvel environnement en augmentant la probabilité que l'animal survive dans cet environnement. La plasticité développementale est particulièrement importante en termes de survie dans de nouveaux environnements, car les processus d'essais et d'erreurs tels que l'apprentissage (qui englobent à la fois l'échantillonnage phénotypique et la rétroaction environnementale) ont la capacité de déplacer immédiatement une population entière vers une nouvelle norme adaptative. En tant que telle, la capacité d'exprimer un certain niveau de plasticité comportementale peut être très avantageuse. Dans des environnements fluctuants, les animaux qui peuvent changer leur façon de répondre aux différences de stimuli auraient une longueur d'avance sur les animaux qui ont été définis dans un phénotype rigide. Cependant, cela ne serait le cas que si les coûts du maintien de la capacité de changer de phénotype étaient inférieurs au bénéfice conféré à l'individu.