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Les oiseaux peuvent-ils élever des jeunes qui ne sont pas les leurs ?


Par exemple, si un scientifique devait déplacer un œuf de mésange ou de pigeon d'un nid à un autre, le nouvel oiseau (seconde mère) dans le nouveau nid incuberait-il ou élèverait-il le jeune ? Ou la nouvelle maman rejetterait-elle l'œuf car il manque ses empreintes (comme l'odeur par exemple) ?

En d'autres termes, les oiseaux peuvent-ils différencier leur progéniture d'une progéniture étrangère ?


Vous ne vous en rendez peut-être pas compte, mais vous avez en fait deux questions ici.

La question numéro 1 est la suivante :

Les oiseaux peuvent-ils élever des jeunes qui ne sont pas les leurs ?

La réponse est Oui. Nous appelons cela le parasitisme de la couvée, et il se produit chez plusieurs espèces d'oiseaux.

Il existe à la fois un parasitisme intraspécifique (entre membres d'une même espèce) et interspécifique (entre membres d'espèces différentes). Je crois que vous voulez en savoir plus sur le parasitisme interspécifique du couvain.

Les exemples de loin les plus connus sont les coucous (Famille Cuculidae). Certaines espèces de coucous sont des parasites obligatoires, ce qui signifie qu'ils se reproduisent uniquement en pondant des œufs dans les nids d'autres oiseaux.

C'est très drôle (pour nous, probablement pas pour l'hôte) le fait que parfois le jeune parasite soit bien plus gros que la mère hôte :

Une paruline roseau élevant un coucou commun. Source : Wikipédia

Ensuite, nous arrivons à votre question numéro 2, qui est différente :

Si un scientifique devait déplacer un œuf de mésange ou de pigeon d'un nid à un autre, le nouvel oiseau (seconde mère) dans le nouveau nid incuberait-il ou élèverait-il le jeune ?

La réponse ici dépend de plusieurs facteurs, principalement des espèces impliquées.

Pour les espèces qui souffrent d'un parasitisme généralisé, il y a rejet des œufs si l'œuf du parasite est quelque peu différent. Si vous regardez les adaptations au parasitisme dans le lien Wikipédia que j'ai partagé, vous verrez que « parmi les parasites spécialisés du couvain aviaire, les œufs mimétiques sont une adaptation presque universelle ».

Cependant, les espèces qui ne souffrent pas d'un parasitisme généralisé sont plus enclines à accepter le transfert d'œufs (voir le commentaire de @bshane ici).


Comment fonctionne l'empreinte animale

Imaginez-vous comme un jeune oiseau qui vient de sortir d'un œuf. Vous avez travaillé dur pour vous frayer un chemin hors de la coquille, et maintenant vous admirez le nouveau monde lumineux qui vous entoure. C'est une expérience bouleversante, mais instinctivement, vous savez qu'il doit y avoir quelqu'un autour de vous qui prendra soin de vous. Enfin, vos yeux flous perçoivent un mouvement - ce doit être le protecteur !

Heureusement, vous êtes un précoce oiseau qui peut marcher immédiatement après l'éclosion (par opposition à passereau oiseaux, qui sont plus impuissants et ne peuvent pas quitter le nid). Vous vous dandinez plus près du mouvement et vous remarquez qu'une odeur distincte devient plus forte. Soudain, cet être en mouvement émet un bruit étrangement familier. Vous faites enfin votre chemin. Le protecteur est chaud et doux. Donc, après votre première dure journée de travail en tant que nouveau-né, vous avez fait votre travail et trouvé votre parent, alors vous vous pelotonnez et vous vous endormez.

Ce jeune oiseau précoce vient d'imprimer sur sa mère. Dans un sens large, empreinte animale concerne la façon dont certaines espèces d'animaux apprennent pendant une période courte et sensible immédiatement après la naissance. Dans sa définition plus étroite, le phénomène est exclusif à certaines espèces d'oiseaux. Lors de l'éclosion, ces oiseaux ne savent pas de façon innée qui sont leurs parents. Au contraire, ils utilisent des indices environnementaux pour à la fois s'identifier et s'attacher à leur protecteur. (Ceci ne doit pas être confondu avec l'empreinte génomique, qui est un sujet différent.)

Étonnamment, ces oiseaux précoces peuvent s'attacher à des "parents" en dehors de leur espèce - comme un autre type d'oiseau ou même un humain. Nous discuterons de Konrad Lorenz, un zoologiste autrichien qui a imprimé des bébés oies sur lui. Mais nous examinerons également les développements dans les théories de l'empreinte animale depuis que Lorenz a fait son travail.

OK, donc c'est incontestablement amusant de voir un vieux film de bébés oies suivre un vieux scientifique autrichien comme s'il était leur mère, mais pourquoi cette séquence est-elle importante ? Eh bien, l'une des raisons est qu'il entre dans l'étude plus large des liens mère-enfant et des différentes manières dont les animaux, y compris les humains, interagissent avec leurs petits. De plus, le lien mère-enfant est un élément important dans l'exploration de la "nature contre l'éducation" - comment la génétique et l'expérience, respectivement, affectent la progéniture.

Mais d'abord, explorons plus en détail les premières études sur l'empreinte animale.

Konrad Lorenz : le parrain de la théorie de l'empreinte animale

Konrad Lorenz est né en 1903 à Vienne. Dès son plus jeune âge, Lorenz était fasciné par les animaux, rassemblant une ménagerie de divers animaux qu'il avait trouvés et soignant des animaux malades au zoo local. Tout en étudiant la médecine, il poursuit son travail d'observation des animaux et s'intéresse particulièrement à leur comportement. Après avoir obtenu son diplôme de médecine, Lorenz a obtenu un doctorat en zoologie en 1933 et s'est rapidement mis au travail en publiant des articles influents sur le comportement animal [source : Hess].

Oskar Heinroth, un collègue scientifique et ami de Lorenz, fut en fait le premier à identifier et à enregistrer le phénomène de (ce qui sera plus tard connu sous le nom) d'empreinte erronée. Heinroth a remarqué que, contrairement à certaines autres espèces, les oies cendrées peuvent s'attacher aux humains au lieu de leur propre mère dès la sortie de l'œuf. Lorenz serait le seul à expérimenter l'idée et à nommer le phénomène "imprinting" (il a utilisé le mot allemand prägung). Lorenz a étudié ce processus plus en profondeur pour découvrir les conditions exactes nécessaires pour que les oiseaux s'attachent aux humains et les divers effets qu'un parent humain peut avoir.

Dans une expérience, Lorenz a séparé un nid d'œufs d'oie en un groupe expérimental et un groupe témoin. Il a pris le groupe expérimental pour élever séparément de la mère, mais a laissé le groupe de contrôle avec elle. Les oies expérimentales n'ont rencontré Lorenz - pas leur mère oie - lorsqu'elles ont éclos et se sont attachées à lui comme leur mère. Pour tester son hypothèse sur le lien nouveau-né-mère, il a marqué les deux groupes et les a réunis sous une boîte. Effectivement, lorsqu'il a amené la mère oie et a soulevé la boîte, le groupe témoin s'est dandiné vers sa mère, mais le groupe expérimental est venu vers lui. Il a nommé ce phénomène de certains oiseaux qui apprennent qui sont leurs parents empreinte filiale.

Grâce à d'autres expériences, cette fois avec des choucas, Lorenz a tenté d'en apprendre davantage sur ce qu'il a appelé l'empreinte sexuelle, le processus d'un animal pour trouver son bon partenaire. En effet, il a découvert que lorsque les oiseaux s'impriment sexuellement sur une autre espèce, ils essaieront de s'accoupler avec les membres de ce groupe. Fait intéressant, cependant, un oiseau s'imprime sexuellement sur une espèce et non sur un individu. Par exemple, Lorenz a découvert que lorsqu'un oiseau s'imprime sexuellement sur un humain, l'oiseau essaie de s'accoupler avec un humain - mais pas avec celui qui l'a élevé. De plus, différents types d'empreintes se produisent à différents moments de la maturité des oiseaux : l'un des choucas de Lorenz a appris à manger avec les humains et à voler avec les corbeaux mais s'accouple avec sa propre espèce [source : Harre].

Lorenz a souligné que l'impression était différente des autres formes d'apprentissage pour deux raisons. Tout d'abord, cela s'est produit au cours de ce qu'il a appelé une période critique — une phase définie au cours de laquelle l'apprentissage devait avoir lieu (même si cela variait selon les espèces). Deuxièmement, Lorenz a soutenu que l'empreinte était permanente et irréversible. Ensuite, nous explorerons comment d'autres recherches ont remis en question certaines des conclusions de Lorenz.


La consanguinité étrange des insectes signale la fin des mâles: Nouvelles astuces du naturaliste américain

IMAGE: Un Icerya achat (échelle de coussin en coton) mère et bébés voir plus

La consanguinité étrange des insectes signale la fin des mâles

Une forme bizarre de consanguinité pourrait sonner le glas des mâles chez une espèce d'insecte, selon des chercheurs de l'Université d'Oxford. La recherche s'est concentrée sur les écailles cotonneuses, une espèce d'insecte hermaphrodite dans laquelle les femelles semblent féconder leurs propres œufs. "Il s'avère que les femelles ne fécondent pas vraiment leurs œufs elles-mêmes, mais le font plutôt par un tissu parasite qui les infecte à la naissance", a déclaré Laura Ross, l'une des auteurs de l'étude. "Il semble que ce tissu infectieux dérive des restes de sperme de leurs pères." En effet, le tissu permet aux mâles d'engendrer une progéniture avec leurs partenaires puis leurs filles. Selon un modèle mathématique développé par Ross et son co-auteur Andy Gardner, cette étrange tactique de reproduction pourrait éliminer le besoin de mâles dans l'espèce. Une fois que les pères parasites se sont répandus dans une population, les femelles seront enclines à se reproduire avec eux au lieu des mâles normaux. En conséquence, les mâles réguliers deviennent très rares car ils ont du mal à trouver des partenaires consentants.

Andy Gardner et Laura Ross, "L'évolution de l'hermaphrodisme par une lignée cellulaire infectieuse dérivée d'un homme : une analyse d'aptitude inclusive."

Sans compétition, les grenouilles des îles évoluent rapidement

Des scientifiques dirigés par Ben Evans de l'Université McMaster ont documenté l'évolution rapide de nouvelles espèces de grenouilles à crocs sur l'île de Sulawesi, près des Philippines. L'équipe a trouvé 13 espèces de grenouilles à crocs sur l'île, dont neuf n'avaient pas été décrites auparavant. Les espèces diffèrent par la taille de leur corps, la quantité de sangles dans leurs pattes et même la façon dont elles élèvent leurs petits, le tout conformément aux exigences de leurs niches écologiques distinctes. Sulawesi compte le même nombre d'espèces de grenouilles à crocs que l'archipel des Philippines. "Nous nous attendrions à trouver plus d'espèces sur l'archipel parce qu'il est beaucoup plus grand, mais ce n'est pas le cas", a déclaré Evans. Pourquoi une telle diversité sur la petite île ? Il y a moins de concurrence sur Sulawesi, disent les chercheurs. Les grenouilles à crocs aux Philippines doivent rivaliser avec un autre genre de grenouilles, Platymantis. Platymantis n'a jamais sauté jusqu'à Sulawesi, laissant les grenouilles à crocs libres de se répandre dans de nouvelles niches d'habitat, auxquelles elles se sont finalement adaptées. L'évolution rapide de ces grenouilles est un exemple frappant de rayonnement adaptatif - un concept célèbre enregistré par Charles Darwin chez les pinsons des Galapagos.

Mohammad I. Setiadi, Jimmy A. McGuire, Rafe M. Brown, Mohammad Zubairi, Djoko T. Iskandar, Noviar Andayani, Jatna Supriatna et Ben J. Evans, « Radiation adaptative et opportunité écologique à Sulawesi et aux Philippines Fanged Frog (Limnonectes) Communautés."

Il faut un village, mais seulement en période d'abondance

Les pics glands sont des éleveurs coopératifs, ce qui signifie que les oiseaux adultes rejoignent souvent des groupes de reproduction et aident à élever des jeunes qui ne sont pas les leurs. Les scientifiques ont longtemps pensé que la reproduction communautaire pouvait avoir évolué pour aider les oiseaux à faire face aux pénuries de nourriture et à d'autres moments difficiles. Mais une étude menée par des chercheurs de Cornell et Gonzaga montre que pour les pics glands, le contraire semble être vrai : l'aide apportée par d'autres membres de la famille n'est bénéfique que lorsque la récolte de glands est importante. "Apparemment, lorsque la récolte est mauvaise, la nourriture supplémentaire que les aides fournissent aux oisillons ne compensent pas les ressources supplémentaires que ces aides utilisent", a déclaré Walter Koenig, auteur principal de l'étude. "Alors que lorsque la récolte de glands est bonne, leur aide est suffisante pour augmenter considérablement à la fois la survie des autres oiseaux du groupe et le nombre de jeunes que le groupe peut s'envoler. Au moins chez les pics glands, vivre ensemble dans une famille ne confère que des avantages quand la nourriture est abondante."

Walter D. Koenig, Eric L. Walters et Joseph Haydock, « Effets d'aide variable, conditions écologiques et évolution de la reproduction coopérative chez le pic gland. »

Malveillance bactérienne : quand se suicider est une bonne stratégie

Spite évolue de près, selon les recherches menées par Fredrik Inglis de l'Université d'Oxford et de l'ETH de Zurich. Inglis et son équipe ont étudié une espèce bactérienne dans laquelle les individus explosent parfois, libérant dans l'environnement une toxine mortelle pour les bactéries concurrentes. Ce comportement de type kamikaze est un peu un mystère évolutif. Comment un comportement dans lequel un individu renonce à sa chance de se reproduire pourrait-il évoluer ? Inglis et son équipe avaient précédemment développé un modèle mathématique montrant qu'un tel dépit est très susceptible d'évoluer dans des colonies bactériennes clonales, ce qui signifie que les individus partagent les mêmes gènes. Le modèle montre que si quelques individus se sacrifient pour éliminer des concurrents, ils augmentent les chances que leurs gènes (bien que chez d'autres individus) soient transmis à la génération suivante. Les expériences en laboratoire réalisées par Inglis et son équipe soutiennent le modèle. Les expériences montrent en outre que les espèces malveillantes réussissent mieux lorsqu'elles rivalisent avec d'autres espèces pour la même parcelle de ressources. Spite a beaucoup moins de succès lorsque plusieurs correctifs sont disponibles. Les résultats, dit Inglis, pourraient donner un aperçu de comment et quand les bactéries causent des maladies.

R. Fredrik Inglis, Patrick Garfjeld Roberts, Andy Gardner et Angus Buckling, « Spite and the Scale of Competition in Pseudomonas aeruginosa. »

Pour la table des matières complète du numéro d'août, rendez-vous sur www.journals.uchicago.edu/an.

Depuis sa création en 1867, le Naturaliste américain a maintenu sa position comme l'une des publications les plus renommées et évaluées par des pairs au monde dans les domaines de l'écologie, de l'évolution et de la recherche en biologie des populations et intégrative. Tout en abordant des sujets sur la dynamique des communautés et des écosystèmes, l'évolution des systèmes sexuels et d'accouplement, l'adaptation des organismes et les aspects génétiques de l'évolution, AmNat met l'accent sur des méthodologies sophistiquées et des synthèses théoriques innovantes, le tout dans le but de faire progresser la connaissance de l'évolution organique et d'autres grands domaines biologiques. des principes.

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Pour les oiseaux, la banlieue n'est peut-être pas un endroit idéal pour élever une famille

Il arrive un moment dans la vie pour que chaque oiseau déploie ses ailes et quitte le nid, mais pour les chats gris, cela pourrait être le début de la fin. Les scientifiques du Smithsonian rapportent que les oiseaux-chats naissants dans les habitats de banlieue sont à leur stade de vie le plus vulnérable, avec près de 80% tués par des prédateurs avant d'atteindre l'âge adulte. Près de la moitié des décès étaient liés à des chats domestiques.

Les zones urbaines couvrent plus de 100 millions d'acres sur la zone continentale des États-Unis et s'étendent, avec une augmentation de 48% de 1982 à 2003. Bien que l'urbanisation affecte la faune, les écologistes en savent relativement peu sur ses effets sur la productivité et la survie des oiseaux nicheurs. Pour en savoir plus, une équipe de scientifiques du Smithsonian's Migratory Bird Center a étudié le chat gris (Dumatella carolinensis) dans trois banlieues du Maryland à l'extérieur de Washington, D.C.&# 151Bethesda, Opal Daniels et Spring Park.

L'équipe a découvert que des facteurs tels que la taille de la couvée, le sexe ou la date d'éclosion ne jouaient aucun rôle significatif dans la survie d'un oisillon. Le principal facteur déterminant était la prédation, qui représentait 79 pour cent des décès de jeunes chats dans les trois sites d'étude de banlieue de l'équipe. Près de la moitié (47 pour cent) des décès ont été attribués à des chats domestiques à Opal Daniels et Spring Park. Les décès ont été soit observés par les scientifiques, soit déterminés comme étant liés au chat en raison de l'état des restes du jeune, comme un oiseau décapité avec le corps non mangé, définissant les caractères d'un chat tué. Les chats domestiques n'ont jamais été détectés lors des enquêtes sur les prédateurs dans le troisième site d'étude de banlieue, Bethesda.

"La prédation par les chats sur les oiseaux-chats naissants a fait de ces zones suburbaines des pièges écologiques pour les oiseaux nicheurs", a déclaré Peter Marra, chercheur au Smithsonian. "Les habitats semblaient adaptés aux oiseaux nicheurs avec de nombreux arbustes pour la nidification et des zones d'alimentation, mais la présence de chats, un phénomène relativement récent, n'est pas un signal que les oiseaux utilisent pour décider où nicher."

La technologie a rendu possible le suivi des oiseaux-chats naissants. L'équipe a équipé 69 oisillons de petits émetteurs radio. Les scientifiques ont suivi chaque individu et enregistré son emplacement tous les deux jours jusqu'à ce qu'ils meurent ou quittent la zone d'étude. Ce type détaillé de recherche sur le terrain était très limité jusqu'à récemment, lorsque les émetteurs étaient suffisamment petits et légers pour les oiseaux chanteurs.

Le suivi des oisillons a révélé que la grande majorité des décès de jeunes oiseaux-chats se sont produits au cours de la première semaine après qu'un oiseau ait quitté le nid. Cela n'a pas été surprenant pour l'équipe, étant donné que les oisillons mendient bruyamment pour de la nourriture et ne sont pas encore attentifs aux prédateurs faisant des oisillons dans les environnements suburbains particulièrement sujets aux prédateurs visuels tels que les chats domestiques. Les chats domestiques des zones suburbaines autorisés à sortir passent la majorité de leur temps dans leur propre cour ou dans leur cour adjacente, ils sont donc probablement capables de surveiller, de localiser et de chasser intensément les oiseaux juvéniles inexpérimentés. Les rats et les corbeaux se sont également avérés être des menaces suburbaines importantes pour les oiseaux-chats à l'envol.

"Les chats sont des prédateurs naturels non seulement des oiseaux, mais aussi des mammifères. Tuer est ce qu'ils sont censés faire et ce n'est pas de leur faute", a déclaré Marra. « Retirer les chats de compagnie et les chats sauvages des environnements extérieurs est une solution simple à un problème majeur ayant un impact sur notre faune indigène. »

Les découvertes des scientifiques ont été publiées dans le Journal d'ornithologie, janvier 2011.


Introduction

L'élevage coopératif est une forme extrême de coopération qui se produit lorsque des individus aident à élever des descendants conspécifiques qui ne sont pas les leurs [1], souvent tout en renonçant temporairement à leur propre reproduction [2,3]. Cette forme commune de coopération a intrigué les biologistes de l'évolution depuis Darwin [4] et on pense qu'elle a évolué plusieurs fois dans une gamme de lignées, y compris les insectes, les poissons, les oiseaux et les mammifères, généralement en tant que produit de la sélection de la parenté [5]. Même si le cycle biologique et les corrélats écologiques de la reproduction coopérative ont été particulièrement bien étudiés chez les oiseaux [6-9], des analyses comparatives à grande échelle dans ce groupe ont donné des résultats contradictoires [6,7,9,10]. Ainsi, les conditions qui favorisent l'évolution de l'élevage coopératif sont actuellement mal connues [2].

Des travaux théoriques antérieurs suggéraient que la dispersion retardée (c. ]. Ces études ont proposé que la vie familiale survienne lorsque les parents peuvent se permettre d'investir dans la progéniture au-delà de l'indépendance, ce qui est plus probable chez les espèces à longue durée de vie [12,16] et dans des environnements stables et productifs qui permettent une association prolongée de la progéniture avec leurs parents [ 17,18]. Cependant, les travaux ultérieurs ont généralement négligé le fait que de nombreuses espèces d'oiseaux vivent dans des familles qui ne se reproduisent pas en coopération [14]. Par conséquent, des analyses comparatives antérieures ont étudié l'évolution de l'élevage coopératif en contrastant les espèces coopératives et non coopératives [7,9,10,19–23] et ont fourni des prédictions équivoques sur l'occurrence de l'élevage coopératif. Par exemple, ces études suggèrent que la reproduction coopérative peut être favorisée lorsqu'on vit dans des habitats saturés avec un renouvellement lent des opportunités de reproduction (c'est-à-dire des environnements stables avec une longue saison de croissance moyenne [MGS] [3,7,10,11,24] ) ou lorsqu'ils vivent dans des environnements imprévisibles, où les aides au nid peuvent amortir l'échec de la reproduction dans les années difficiles (c.-à-d. degré élevé d'imprévisibilité [3,6,9,23,25]). Sous ces deux hypothèses, la reproduction coopérative devrait évoluer préférentiellement chez les espèces avec une probabilité de survie élevée [10], car une survie élevée augmente le temps que la progéniture doit faire la queue pour les opportunités de reproduction, augmente la saturation de l'habitat et améliore les opportunités d'aider à le nid [26].

Ici, nous testons l'hypothèse selon laquelle l'évolution de l'élevage coopératif à partir d'un ancêtre non coopératif peut avoir impliqué 2 transitions distinctes : 14]) et une suite à l'évolution de l'aide au nid. Nous postulons qu'en ne considérant qu'une seule transition de l'élevage non coopératif à l'élevage coopératif, des études antérieures peuvent avoir obscurci le rôle des facteurs écologiques et biologiques potentiels, car les facteurs qui favorisent la vie familiale peuvent avoir été confondus par inadvertance avec ceux qui favorisent l'aide au nid. [14,18]. Ainsi, une compréhension plus nuancée des étapes évolutives par lesquelles l'élevage coopératif est né peut aider à clarifier le débat actuel sur les conditions favorisant son évolution [6,7,9,10].

Nous avons profité des nombreuses données d'histoire naturelle sur la vie sociale des oiseaux (N = 3 005 espèces terrestres, y compris les espèces de tous les principaux ordres et biorégions, voir le tableau S1 pour plus de détails) pour classer les espèces dans 1 des 4 systèmes sociaux. Les 3 systèmes les plus courants sont : (i) les « espèces non familiales », dans lesquelles les associations parents-enfants ne s'étendent pas au-delà de l'indépendance nutritionnelle et les individus ne s'engagent pas dans l'élevage coopératif (55% dans notre ensemble de données Fig 1A) ( ii) « espèces vivant en famille », dans lesquelles la progéniture reste avec ses parents au-delà de l'indépendance nutritionnelle, mais la progéniture retenue n'aide pas leurs parents dans les activités d'élevage [14] (cela inclut les espèces avec des soins à la couvée biparentale et uniparentale 31 % dans nos données définir la figure 1B) et (iii) « espèces se reproduisant en coopération », dans lesquelles la progéniture reste avec ses parents au-delà de l'indépendance nutritionnelle et les aide dans les tentatives de reproduction ultérieures ou s'engage dans une aide redirigée dans les nids de parents (13% dans notre ensemble de données Fig 1C) Les espèces vivant en famille et se reproduisant en coopération diffèrent non seulement en termes d'aide au nid, mais aussi en ce que la progéniture dans 91% des espèces vivant en famille se disperse avant le début de la saison de reproduction suivante. h Le système social implique un nombre très limité d'espèces d'oiseaux qui aident au nid parmi des individus non apparentés [8,13] ("espèces non apparentées se reproduisant en coopération" 1% dans notre ensemble de données Fig 1D).

Les systèmes sociaux comprennent des espèces non familiales (55% dans notre ensemble de données, par exemple, la mésange bleue Parus caeruleus [a]), dans laquelle les associations parents-progéniture ne s'étendent pas au-delà de l'indépendance nutritionnelle et les individus qui ne s'engagent pas dans l'élevage coopératif d'espèces familiales (31% dans notre ensemble de données, par exemple, le geai de Sibérie Perisoreus infaustus [b] voir également S1 Fig), dans laquelle la progéniture reste avec ses parents au-delà de l'indépendance nutritionnelle mais n'aide pas à l'élevage des futures couvées et des espèces reproductrices coopératives (13% dans notre ensemble de données, par exemple, l'oiseau apôtre Struthidea cinerea [c]), dans laquelle la progéniture reste avec ses parents au-delà de l'indépendance nutritionnelle et les aide dans les tentatives de reproduction ultérieures ou s'engage dans une aide redirigée dans les nids de parents. Dans un petit nombre d'espèces (1% dans notre ensemble de données), par exemple, dans le coucou guira Guira (d), l'élevage coopératif implique principalement des personnes non apparentées (« espèces d'élevage en coopération non apparentées »). (une) Crédit image: Par Harald Olsen/NTNU. (b) Crédit image: Michel Griesser. (c) Crédit image: Michel Griesser. (ré) Crédit image: Béatrice Murch.

Pour tester la pertinence du modèle proposé en 2 étapes pour l'évolution de l'élevage coopératif, nous avons d'abord estimé les taux relatifs de transitions évolutives entre les différents systèmes sociaux aviaires et examiné si la vie familiale était un précurseur nécessaire à l'évolution de l'élevage coopératif. Nous avons ensuite évalué les corrélats écoclimatiques de chaque système social pour mieux comprendre les pressions potentielles de sélection qui ont conduit chacune de ces transitions évolutives, avec un accent particulier sur la distinction des conditions qui ont favorisé la formation de groupes familiaux de celles qui ont favorisé l'évolution des coopératives. reproduction.


Les références

Boomsma, J.J. Cour. Biol. 17, R673–R683 (2007).

Boomsma, J.J. Phil. Trans. R. Soc. B 364, 3191–3207 (2009).

Cornwallis, C.K., West, S.A., Davis, K.E. & Griffin, A.S. La nature 466, 969–972 (2010).

Hadfield, J.D. J. Stat. Logiciel 33(2), 1–22 (2010).

Cockburn, A. Annu. Rév. Écol. Syst. 29, 141–177 (1998).

Griffith, S.C., Owens, I.P.F. & Thuman, K.A. Mol. Écol. 11, 2195–2212 (2002).

Mulder, R.A., Dunn, P.O., Cockburn, A., Lazenby-Cohen, K.A. & Howell, M.J. Proc. R. Soc. Londres. B 255, 223–229 (1994).


Prendre soin de la progéniture dans un monde de tricheurs

Les parents qui s'occupent de leur progéniture sont confrontés au même problème qui existe dans chaque système biologique dans lequel certains individus offrent des ressources à d'autres : les tricheurs, qui exploitent ces avantages. Dans presque toutes les espèces chez lesquelles les mâles contribuent aux soins parentaux, les femelles s'accouplent avec plusieurs mâles. En conséquence, les mâles fournissent fréquemment des efforts pour une progéniture non apparentée au détriment de leur propre capacité de reproduction. Dans une nouvelle étude, Griffin et al. constatent que dans un large éventail d'espèces animales, les mâles ajustent de manière flexible leur contribution aux soins parentaux en fonction de la paternité extra-couple. Cependant, l'ajustement n'est pas parfait, car les mâles sont limités par les coûts potentiels de la suspension de l'aide à leur propre progéniture, qui n'est compensée que si la tricherie se produit fréquemment et si fournir des soins réduit le futur succès reproducteur d'un mâle. Ces résultats illustrent comment, dans les systèmes biologiques, tricheur et triché peuvent s'adapter aux changements les uns des autres, empêchant l'un ou l'autre de prendre le contrôle.

Quels que soient vos sentiments personnels, les biologistes évolutionnistes vous diront que s'occuper d'une progéniture n'est pas une affaire facile. Prenez n'importe quel manuel actuel sur l'écologie comportementale, et vous constaterez que le mot �mily” est invariablement suivi du mot 𠇌onflict” (par exemple, [1]). Les conflits entre les membres de la famille surviennent parce que la sélection favorise les individus visant à maximiser la capacité de reproduction, et ces objectifs se heurtent fréquemment parce que les pressions de sélection diffèrent même entre les individus apparentés [2]–[4]. La progéniture peut améliorer sa capacité de reproduction en obtenant le montant maximal d'investissement de ses deux parents. Cependant, les parents fournissent souvent moins que le maximum car tout investissement accru dans la progéniture actuelle a un impact sur leur capacité à produire une progéniture supplémentaire à l'avenir. Prendre soin de la progéniture sous toutes ses formes est coûteux en énergie et peut nuire à la capacité d'un parent d'avoir une progéniture supplémentaire de diverses manières. Par exemple, lorsqu'une femelle de la punaise aux œufs d'or (Phyllomorpha laciniata) pond ses œufs sur un mâle plutôt que sur une plante, sa progéniture aura une survie accrue, mais le père portant les œufs a un risque plus élevé d'être mangé par un oiseau [5]. Chez le mouflon d'Amérique (Ovis canadiensis). Chez les étourneaux européens (Sturnus vulgaris), les mâles qui participent moins à l'incubation de la progéniture ont plus de chances de gagner une femelle secondaire [7].

Compte tenu des coûts de la prestation de soins parentaux, nous nous attendrions à ce que les individus ne dépensent pas d'énergie s'ils ne gagnent pas du tout en forme physique, comme c'est le cas lorsqu'ils s'occupent d'une progéniture qui n'est pas la leur [2],[8]&# x02013[10]. On prévoit que les individus qui sont des victimes potentielles de tricherie ont développé une gamme de contre-adaptations pour réduire les risques et les coûts d'élever une progéniture non apparentée [11],[12] (tableau 1). De telles stratégies ont été bien documentées pour les hôtes de parasites de couvée interspécifiques, tels que les coucous ou les vachers qui pondent leurs œufs dans les nids d'autres espèces qui élèvent leurs petits. Les stratégies contre un tel parasitisme comprennent la défense du nid, des mécanismes pour reconnaître et expulser la progéniture étrangère ou, si le parasitisme ne peut être évité, des adaptations pour minimiser les coûts de prise en charge d'une progéniture non apparentée [13].

Tableau 1

Stratégies contre les tricheursQue peuvent faire les pères ?Que se passe-t-il dans d'autres contextes impliquant des tricheurs ?
Empêcher les tricheurs d'envahirLes mâles effectuent fréquemment la garde du partenaire, ce qui garantit qu'ils engendrent la progéniture qu'ils vont élever [21],[22] Les espèces bactériennes qui produisent des biens communs se dispersent largement puis se reproduisent par clonage, réduisant ainsi le risque de rencontres avec des tricheurs [35]
Reconnaître les tricheurs individuels et les éviterChez quelques espèces, les mâles semblent capables de reconnaître leur propre progéniture, ce qui garantit que les avantages ne sont pas dirigés vers une progéniture non apparentée [23] Les oiseaux hôtes des coucous et des vachers produisent des œufs colorés, ce qui augmente leurs chances de reconnaître les œufs parasites [36]
Ajustez les cotisations en fonction des indices qui indiquent des rendements potentielsLes mâles réduisent les soins paternels lorsqu'il est probable que des descendants non apparentés fassent partie de la couvée, ce qui économise de l'énergie pour de futures tentatives dans lesquelles aucun tricheur n'est présent (étude de Griffin et al. [27])Les poissons plus propres s'abstiennent de mordre les clients lorsqu'ils sont observés par des passants qui sont des clients potentiels [37]

Le cocu, des individus qui s'occupent d'une progéniture non apparentée, se produit non seulement entre les membres de différentes espèces, mais aussi au sein d'une espèce. Les pères attentionnés sont les principales victimes de ce cocu intraspécifique, car les niveaux élevés de compétition entre les spermatozoïdes signifient que les mâles ont souvent moins de certitude quant à savoir s'ils sont les parents d'une progéniture donnée [14]. Malgré cette incertitude, les soins paternels sont répandus chez les animaux, car la progéniture est le principal moyen par lequel les individus acquièrent une capacité de reproduction [15] (Figure 1). Chez les espèces de poissons pour lesquelles les soins parentaux ont lieu, c'est généralement le mâle qui s'occupe des œufs ou de la progéniture en construisant un nid, en éventant les œufs pour s'assurer qu'ils reçoivent suffisamment d'oxygène ou en protégeant la progéniture contre les prédateurs [16]. Les mâles de certaines espèces d'insectes [17] et d'amphibiens portent les œufs sur le dos [18]. Chez la plupart des espèces d'oiseaux, les femelles et les mâles partagent les coûts de construction du nid, de l'incubation des œufs et de l'alimentation de la progéniture [19]. Chez certains mammifères monogames et sociaux, y compris les humains, les mâles fournissent nourriture et protection à la progéniture dépendante [20].

Chez les bousiers terriers (Géotrupes vernalis) (1) et les ostréiculteurs (Haematopus ostralegus) (2), les mâles et les femelles vivent en couple et partagent la charge de nourrir leur progéniture. En tamarins cotonneux (Saguinus oedipus) (3), les mâles portent et protègent la progéniture lorsqu'ils voyagent avec le groupe alors qu'ils sont encore allaités par leur mère. Grenouille-roquette de la forêt tropicale (Flotteur Silverstoneia) (4) les mères transfèrent leurs œufs au mâle avant de partir, et le père s'occupe seul de la progéniture en développement. Crédit photo : Toutes les photos sous licence Creative Commons Attribution : (1) HaPe_Gera, http://www.flickr.com/photos/hape_gera/235786194/ (2) John Haslam, http://www.flickr.com/photos/ foxypar4/511910343/ (3) Qi Wei Fong, http://www.flickr.com/photos/photo-gratis/4631252697/ (4) Brian Gratwicke, http://www.flickr.com/photos/briangratwicke/5414228931 /.

Il y a relativement peu de consensus sur les circonstances qui expliquent pourquoi les mâles adoptent ou non des stratégies pour réduire les risques et les coûts du cocu intraspécifique. Un comportement mâle bien documenté et répandu est la garde du partenaire [21] par exemple, l'accouplement induit des changements hormonaux rapides chez les mâles des campagnols des prairies monogames (Microtus ochrogaster) qui les poussent à devenir agressifs envers les étrangers conspécifiques entrant sur leur territoire et s'approchant de la femelle [22]. Only a few instances of males discriminating and adjusting efforts between their own versus another male's offspring within a brood have been reported, probably because cues that directly reflect genetic relatedness are rare [23],[24]. While individuals in many species adjust their behaviour according to how closely related they are to another individual, almost all rely on cues of familiarity for example, long-tailed tits (Aegithalos caudatus) learn the calls of all of the individuals they encounter during their nestling phase, and they discriminate kin based on song [25]. However, such learned �miliarity cues” do not provide a way to discriminate kin from non-kin among offspring within a clutch or brood. Rather than reduce care toward specific offspring, males might alternatively decrease their total care contribution in reproductive attempts when cues indicate that they are less likely to have sired all the offspring. Until now researchers were undecided whether and in which ecological circumstances selection acts upon males to adjust care according to their average relatedness to the offspring [10],.

In this issue of PLOS Biologie, Griffin et al. turn to the method of phylogenetic meta-analysis to address the question of whether males show a reduction in paternal care in response to a loss of paternity [27]. Phylogenetic meta-analyses are a novel statistical approach that provide a quantitative synthesis of results across studies and across species [28],[29]. Contrary to inferences based on simple counting of the number of studies with significant results, summarizing the large number of empirical studies conducted to date in this rigorous way shows that the reduction of paternal care provided for broods that contain unrelated offspring is indeed a general biological phenomenon. Rather than being a rare behaviour that occurs under only limited circumstances, it can be found in more than 80 percent of the bird, insect, mammal, fish, and reptile species that have been studied to date. Evidence for the individual adjustment of paternal care provides an important addition to previous comparative analyses, which found that average levels of extra-pair paternity across all nests in a population covary with the average amount of care fathers provide [30],[31]. While not necessarily influenced by the same factors, differences between species ultimately derive from variation within populations, and Griffin et al.'s meta-analysis shows that variation between individual males with regard to parental effort can exist [27].

In addition, phylogenetic meta-analyses allowed Griffin et al. to detect factors that have systematic effects on the strength of the adjustment of paternal care [27]. They found that reductions in paternal care are particularly high in species that have both high rates of cheating and where investment in paternal care strongly decreases the future reproductive success of males. Adjustment of paternal care will not be selected for in species with low levels of cheating because males that withhold care would risk harming their own offspring that are part of the brood. Selection for withholding care will also be weak if the benefits of gaining additional reproductive fitness are low. This suggests that male adjustment of paternal care is not limited just by an absence of reliable cues for males to detect when they have been cuckolded, but rather it is limited if the costs of potentially harming one's own offspring outweigh the benefits of conserving energy to invest in future offspring. These findings could also inform our understanding of the evolution of interspecies cuckoldry, where it is currently unclear why individuals appear to accept parasitic cuckoo nestlings or larvae into their care in such a large number of species [13]. Based on the findings by Griffin et al. [27], future comparative studies could examine whether the frequency of cheating and the cost of caring for the stranger interact to explain the distribution of parasite acceptance.

Griffin et al.'s findings raise important new questions for the evolution of paternal care. While the presented analyses focus on males, in most of the species included in their dataset both parents contribute to the raising of offspring, and the dynamics between the sexes have important consequences on mating and care strategies [32]. A previous meta-analysis found that, in birds, females increased their parental care efforts to partially compensate for lack of care by males if males were experimentally prevented from providing for the offspring, but they also found large variation across species in female response to male reductions of care [33]. Are females in species in which males show large variation in care more likely to compensate for the loss in paternal contribution by increasing their own efforts, or does male adjustment of care affect the fitness of the current offspring? There are other possible consequences of reductions in paternal care: males could be more effective at preventing cheating during the next breeding attempt, or it could influence females to seek fewer extra-pair matings. To address these questions, long-term individual-based studies are necessary to assess how the adjustment of paternal care interacts with external conditions and other behaviours of the male and his mate.

Detailed studies are also necessary to understand why plasticity within individuals in extra-pair mating continues to exist. Given the high costs to males if females cheat, and the costs to females if males reduce their contribution to parental effort, why have both females and males not adjusted their behaviour to a stable strategy that maximizes fitness? Plastic adjustment of paternal care could be more likely in populations in which external factors lead to rapid changes in the frequency of cheating. For example, research in birds has shown that the occurrence of extra-pair paternity changes with fluctuations in the density of conspecifics within populations [34]. When drastic changes in density occur within the lifespan of males, individual responses that allow an adjustment of paternal care could be beneficial. If environmental changes influence the costs and benefits of mating strategies and the occurrence of extra-pair matings, reductions in paternal care could be the result of fathers reallocating energy to pursue extra-pair mating opportunities, rather than reducing the costs of caring for unrelated offspring.

In general, the findings by Griffin et al. are a great illustration of the evolutionary struggle inherent in any system where some individuals provide a resource that can be exploited by others. In terms of parents providing resources to offspring, these new results show that fathers in many species adjust their behaviour flexibly to prevent and punish exploiters, while minimizing the costs to both their current and future offspring [27]. Nevertheless, they might still end up caring for unrelated offspring if selection leads females to keep extra-pair matings at a level that males will tolerate. More research is needed to understand the costs and benefits of all the actors within this system: father, mothers, and their offspring, and extra-pair males and their offspring. The long-standing study of family conflict, and the variety of solutions that have been recorded in different species, offers the opportunity to generate important insights into the evolution of exploitation and the strategies that prevent it.


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The behavior revolving around alloparental care is more or less the same among species. The term babysitting is often used as a way to describe how this parental style works. [6] In humans, alloparenting is seen abundantly and it mainly revolves around this term. Other parents and people watch others young and help care for them while the biological parents are busy. [3] [5] This is seen in Sperm Whales as well. To allow the mother to dive and gather food and resources, the whales in their social group separate their dives allowing for the baby to be monitored and overseen by a whale during all times. [6] Superb Starlings also perform this behavior. Their group living situation contributes to many potential parent figures in the young's life. The mother and father may provide the heat and guarding of the nest however it is a network of other superb starlings that also watch over and take care of the offspring as well. [7] These behaviors allow for the parents to have more freedom while knowing that the young are cared for. Alloparental care itself involves certain behaviors from the individuals partaking in this care. In humans and chimpanzees, this may involve carrying, walking with, cleaning, and physical contact with the young. [3] [5] [8] In other animals such as whales, birds, and Indian free-range dogs these behaviors may be feeding/ regurgitating food, giving warmth, and guarding. [6] [7] [9] [10] In sea lions, behaviors such as allonursing may be seen. [11] Behavior is the center of alloparenting and without parental care, many species young would not survive.

Allonursing falls under alloparenting. Allonursing is when a female provides nourishment for an offspring that is not her own. [4] With alloparenting being rare as is, allonursing is even rarer. One reason for this is because, for a female to allow for the suckling and nursing of young, she too must have had an offspring recently for her to provide the nourishment. In a mother’s milk, different antibodies and immune boosting nutrients can be found. Allonursing helps the offspring receive more immune compounds than those of just its mothers. [4] [12] Allonursing not only benefits the offspring but it also benefits the nurser as well by allowing them to gain maternal experience and therefore when their offspring is around they will be able to strengthen their survival. [4] [12] In a study done with cooperative breeders and non-cooperative breeding species, the researchers found that there were fewer cooperative breeding species that allonursed however it was not a significant amount. In noncooperative breeding species, 66% of litter-bearing group living species allonursed compared to 31% of monotocous species. [12] In both cases, milk composition was not a factor.

In a case study done with sea lions, allonursing can be seen as well. In this study, the researchers recorded an allonursing event when an individual was observed nursing more than one pup at a time and suckling was being performed by a pup or yearling that was confirmed as not her own by tags, brands, or natural marking. [11] If there was any doubt in this, the event was not concluded. During this study, allonursing was seen twice during the pupping season and more commonly occurred later on. [11] Primiparous females were seen more often allonursing a pup than multiparous females. Unless the multiparous female was sleeping, oftentimes they would not allow nonfilial pups to suckle and immediately terminate any allosuckling as soon as they noticed the nonfilial pup. [11] This was different from the primiparous females who allowed for allonursing to continue.

Through these studies, it can be seen that allonursing is not common and for many, it is all based on the specific species and way of life. Although allonursing is beneficial to the offspring in receiving a wider variety of immune compounds, many species do not partake in this event.

In biology, ethology and sociology, alloparental care is defined as any form of parental care, which is directed towards non-descendant young. [2] [1] It was first used by Edward O. Wilson in 1975, in his book Sociobiology in an attempt to define a neutral term which could encapsulate the gender and relation specific terms of 'aunite' and 'auncle' which had previously been coined in the literature to describe this sort of behaviour. [13] In addition, Wilson used the term alloparent (or ' helper ' ) to refer to the individuals providing the care, and proposed allomaternal et allopaternal as phrases that could be used to distinguish the sex of the helper. The word alloparent roughly translates to "other-parent" based on the Greek root "allo", meaning other, and the Latin root "parens", meaning parent.

Alloparenting encapsulates a diverse range of parenting systems and behaviours. Simply, it can be understood as a system of parenting in which individuals other than the direct genetic parents act in a parental role, either for a short, or extended period of time. This definition does not exclude alloparents who are genetically 'related' to the offspring, such as siblings and aunts, who are often observed as 'helpers at the nest'. [14] In instances where this is the case, the alloparent and the offspring share a degree of relatedness (r [the coefficient of relatedness] > 0), and therefore kin selection is often involved in the evolution of the behaviour. [15] [16] Use of the term non-descendant young, as opposed to non-related young is therefore an important distinction in the definition of alloparenting. The non-descendant young in whom the alloparent invests can be conspecific (of the same species) or heterospecific (of a different species), a phenomenon often observed in fish and a select number of bird species. [2]

There is some debate as to whether interspecific alloparenting (caring for the young of another species) constitutes 'true' alloparental care, particularly when the relationship is parasitic for the alloparent, and the care being directed is therefore 'misdirected' or constitutes a maladaptive behaviour. [17] Though such parasitic relationships, such as what occurs with cuckoo chicks, were not specifically addressed by Edward O. Wilson in his original discussion, adoption and slavery across species in ants was discussed a relationship which could be described as parasitic for the heterospecific young. [1] This article will consider interspecific and parasitic alloparental behaviours to satisfy the definition of alloparental care.

In 1972, Robert Trivers defined parental investment as: "any investment by the parent in an individual offspring that increases the offspring's chance of surviving (and hence reproductive success) at the cost of the parents ability to invest in other offspring" (Trivers, 1972). [18]

This concept of parental investment applies to the alloparent in the same way that it does to the genetic parent however, any investment into the production of gametes, which Trivers included in his definition, is not relevant, and is therefore usually restricted to behavioral considerations for the alloparent. [2] Possible forms of investment provided by an alloparent can be defined by three of the four classifications of energy expenditure proposed by Crawford and Balon (1996):

  • Type II – Preparing for the offspring prior to zygotic development in terms of nest/den building and territory defense.
  • Type III – Direct provisioning of food for the young.
  • Type IV – Tending to, caring for, feeding, defending and teaching the young.

Given that the alloparent is never the genetic parent, and was therefore not involved in the reproductive behavior/copulation that produced the young, the Type I classification, 'energy investment in gametes', is not relevant when we consider alloparental investment. [19]

The forms of alloparental care which occur in nature are numerous and varied and resist classification. Relationships between the alloparent and the young, and the alloparent and the genetic parent, range from cooperative and mutualistic to exploitative and parasitic. [20] The below outline provides one classification for the many forms of alloparenting which have been observed:

'True' (mutualistic) Edit

This form of alloparenting is characterized by interactions/relationships which provide and overall fitness benefit to the alloparent, the young, and the genetic parent. [2] This sort of parental care is often closely tied to social organisation and is thus very common in advanced animal societies such as primates. [1] It can take on the forms of:

  • Cooperative breeding – This system of breeding is characterised by individuals (alloparents) who delay or forego their personal reproduction in order to assist in the reproduction of other individuals within the group, often a dominant breeding pair. [1] The alloparent 'helpers' are most commonly the siblings of the new offspring, or siblings to the breeding pair. This system is common amongst birds, primates and mammals such as the blackbacked jackal, [21] and African wild dogs who share in pup feeding and display 'babysitting' behaviour. [22] Cooperative breeding is often provided as strong evidence in support of kin selection. [1]Cooperative breeding, particularly in birds, is favored in marginal environments where food is limited or there are high predation rates and it is therefore tough for a breeding pair to successfully raise young on their own. [14] Newly independent young may also find alloparenting the most successful reproduction option available to them in environments where the resources are scarce or there is habitat saturation. An extreme case of cooperative breeding is what occurs in eusocial insects such as some bee and ant species where a caste system has evolved and workers forgo their personal reproduction to aid in the reproductive success of the colony, gaining indirect fitness benefits through assisting related young. [23]
  • Joint brood care ('babysitting') – Communal care of broods is similar to cooperative breeding, but more commonly involves a number of reproductive pairs or mothers. Sometimes referred to as 'babysitting' or reciprocal cooperation, this system of parenting allows the genetic parents greater foraging freedom, and appears to be supported by the mutual benefits participating individuals acquire through reciprocal altruism. [14] Reciprocal altruism involves individuals performing acts to increase the fitness of another individual, in the hope that the act will be reciprocated. [18] It is not dependent on relatedness, and therefore, babysitting behaviour is often observed amongst non-kin. This form of alloparental care has been observed in reindeer and elk who display reciprocal allonursing and form 'nursery' herds, [24] and vampire bats who display reciprocity in food sharing. [25] Babysitting females are frequently observed in primate species, such as the ring-tailed lemur, vervet monkeys, rhesus macaques and langurs. [14] The formation of nursery groups has also been reported in the Atlantic bottle-nose dolphin and sperm whales. There are some cases in which brood amalgamation between two species has been observed. In Lake Malawi, cichlid parents are seen to 'farm out' their brood into the brood a potential predator, the Bagrus meridionalis catfish, and remain to help defend against predators. [2] Intriguingly, the catfish's care of heterospecific young is mutualistic for all parties. [26]

'Misdirected' (parasitic) Edit

Relationships between 'parents' and young that are in some way parasitic, perhaps resulting from reproductive errors or maladaptive behaviour, constitute an interesting and somewhat hazy form of alloparental care. In some cases, alloparents may find themselves investing in heterospecific young, and gaining none, or very little overall fitness benefit. Although ultimately maladaptive, this sort of behaviour may be supported by an inability of parents to recognise their own young (for example stolen fertilisations in fish), or supernormal stimuli 'enslaving' the alloparent into providing the care, as is seen in the case of brood parasitism of the cuckoo bird. [14] The genetic parents and the young are not exempt to parasitism and exploitation either. In some species of fish, males exhibit zygote stealing, or alloparents may kidnap free-swimming young to help reduce selective pressures on their own brood. [2] In some cases, alloparents may exploit young in order to receive immediate benefits. In some primate species, low ranking individuals, particularly males, will temporarily care for young in order to increase social status, gain reproductive benefits or use them for 'agonistic buffering', often with little concern for the welfare of the young. [27] Two well-documented types of parasitic or misdirected alloparenting are:

  • Brood parasitism: this is where the genetic parent will leave their young in either the care of a conspecific or heterospecific alloparent who commonly has a brood of their own. [28]
  • Cuckoldry: this occurs in many colonially breeding bird species where extra-pair copulations may take place and the males end up caring for unrelated offspring. [29]

To the alloparent Edit

Benefits acquired by the alloparent are dependent on the form of alloparental care, but range from:

  • Indirect fitness benefits gained via kin selection
  • Parental experience: gaining mothering/parental practice through 'babysitting' can increase the likelihood that the alloparents future genetic offspring will survive.
  • Increase in social rank
  • Extra-pair breeding opportunities/acquisition of mates
  • Protection from predation during cooperative breeding or joint brood care.
  • 'Agonistic buffering': individuals may enlist the influence of young within a group as protection during aggressive interactions.
  • Acquisition of home territory following cooperative breeding
  • Increased survival of genetic offspring during joint brood care

To the young Edit

In almost all forms of alloparenting, the young receives an overall fitness benefit from the care provided. In cooperative breeding or joint brood care, the presence of 'helpers' at the nest or den will usually increase the young's probability of surviving. This has been observed in a number of species including the black-backed jackal (Canis mesomelas). [21] In a study of jackal groups in Tanzania spanning three and a half years, it was found that the presence of sibling helpers in the den had a significant positive correlation to offspring survivorship. Through helping feed the mother and her pups, guarding the litter, and contributing to their grooming and learning of how to hunt, each helper in addition to the parents, added 1.5 surviving pups to the litter. [30] By helping raise their full siblings, with whom they share a coefficient of relatedness of 1 ⁄ 2 , the helpers were benefiting from increasing their inclusive fitness.

In cooperative breeding Edit

In cooperative breeding, mothers are able to conserve energy, travel further away from nesting grounds to forage for food/supplies, maintain social interactions, and better protect their offspring from predators. The offspring that experience alloparental care benefit from increased protection from predators, development of social cues, and learning group dynamics through social interactions. The alloparents benefit as they are given the opportunity to gain mothering skills before they have reached reproductive age. [31] The relationships formed through alloparenting have also been seen to enhance the stability of the family, herd, or community over time. [32]

To the young Edit

In some instances of alloparental care the young are exploited, which may lead to mistreatment by the alloparent. An example of this is when male primates use young for 'agonistic buffering' during confrontations with dominant males. [14] If the alloparents are inexperienced as parents, this could pose as a danger to the young. In some cases of brood amalgamation, young are positioned in a way that subjects them to greater predation risk than the genetic young of the alloparent. [33]

To the alloparent Edit

Alloparenting, given that the behaviour is often initiated by the alloparent, is rarely a costly act for the individual providing the care. Instances where the alloparent receives no benefits, or incurs a cost, generally involve parasitic relationships, where the individual has performed a reproductive mistake, or is misdirecting their parental care.

In many discussions of alloparental care, the comment is often made that alloparenting can at first appear altruistic. [2] [14] This appearance stems from the fact that benefits to the alloparent are very rarely immediate, and any fitness benefits gained are indirect. Though alloparenting systems based on reciprocal altruism are well studied, purely altruistic care provided by an alloparent has not been observed. Two of the main evolutionary driving forces of alloparental behaviour are kin selection and reciprocal altruism. [18] [16] In cases where the alloparent and young share no degree of relatedness, other benefits to the alloparent will have contributed to the evolution of the behaviour, such as 'mothering-practice' or increased survivorship through association with a group. [14] The cases where an evolution of such behaviour is most difficult to explain are parasitic relationships such as the cuckoo chick in the nest of a smaller host parent. Behavioral ecologists have cited supernormal stimuli, reproductive errors, or the inability of alloparents to recognize their young as explanations that may support this behaviour. [20]

In general, the occurrence of alloparental care is the result of both the life history traits of the species (how their evolution has predisposed them to behave), and the ecological conditions in which the individual finds themselves. [20]

Evolution of cooperative breeding Edit

Cooperative breeding constitutes a unique case of alloparenting with a specific evolution. It is a key example of where the evolution has been driven by the combination of life history traits and ecological factors, which act as the triggers. [20] The first hypothesis put forward for the evolution of cooperative breeding was that a shortage of suitable breeding habitat encouraged young to remain at the nest or territory for a period of time before attempting to raise their own young. [34] For example, habitat saturation was shown to be responsible for the occurrence of cooperative breeding in the Seychelles warbler, a small passerine bird. [35] It was also observed that remaining at the nest correlated to a higher chance of inheriting the parent's territory. Additional ecological constraints have since been proposed as factors favoring cooperative breeding: [36]

  • Reduced survival probability following dispersal
  • Reduced probability of finding a mate
  • Reduced chance of successful breeding once a territory has been established

As a result, cooperative breeding is often seen in populations where there is:

  • High population density
  • Intense competition for food, territory and resources
  • Stable environment

This has in turn selected for species producing a small number of offspring who require a large amount of parental care. [20]

Cooperative breeding exists in 9% of birds and in 3% of mammals. [37]

Alloparenting behavior is known from 120 mammal and 150 avian species. [14] "In mammals, care typically encompasses allolactation, pup-feeding, babysitting and carrying young." [38] This is seen when male Barbary macaques carry around unrelated infants and care for them for hours at a time. [39] Another example is when warthog sows suckle piglets from other litters after the sows have lost their own litters. [40]

'Babysitting' in sperm whales Edit

Sperm whales (Physeter macrocephalus) are deep diving cetaceans that exhibit alloparental care in the form of 'babysitting'. When the whales are young, they are not able to dive to and remain at the depths that their mothers frequent in order to graze and feed. Yet being left at the surface alone makes them vulnerable to predators like killer whales and sharks. [41] Sperm whale social groups appear to modulate their diving behaviour in order to provide alloparental care to young within the group and reduce the time they spend alone at the surface, at the same time allowing the mother greater foraging freedom. They do this by changing the synchronicity of their dives to limit the time a young whale spends alone. [41] As the 'babysitters' or alloparents dive and resurface the calves swim between them and therefore care is provided by a number of members within the social group.

To observe alloparental care in sperm whales, researchers looked at patterns of diving and surfacing in groups with calves compared to groups without calves. [6] The calves were observed accompanied by an adult member other than the mother and this allowed the mothers to feed while the calf was protected. The overlapping dive improves the survivability of the calf and benefits the mothers involved with the dive changes. [6] This form of alloparenting is a learned behavior that occurs under certain circumstances. The neurobiological background in sperm whales has not been deeply observed but coincides with the basis for alloparental care and adolescents learning motherly actions early and the calves gaining the most benefit.

Pilot Whales Edit

Alloparental care in Pilot whales is observed in both direct and indirect forms. Babysitting is a form of direct care while shelter construction and maintenance are indirect care. The pilot whales had observed care through escorting from a non-biological member of the group. [9] The results show that most pilot whale calves were accompanied by an escort as newborns and young calves. [9] This study discovered that alloparental was occurring at the group level and not at the unit level. The companions providing the care were more often males than females which is different from many of the other species listed. In other species, the males teach the social norms and behavior in group-living which explains the male companions. [9] Reciprocal altruism is the expected return of behavior in the future and this is an explanation for this escorting behavior. By escorting the young of another parent, the alloparent can expect the same to happen with their young. Pilot whales demonstrate alloparental care in the form of escorting and this has limited cost to the alloparent through reciprocal altruism.

Interspecific brood amalgamation Edit

In Lake Malawi, it has been observed that a select few species of cichlids will 'farm out' their young into catfish (Bagrus meridionalis) broods, a larger predatory fish. [2] In many cases the cichlid parent will remain close by to participate in mutualistic defense of the young. In a study by Mckaye et al. (1985), 50% of observed catfish broods contained cichlid young with the catfish offspring in these broods having six times greater survivorship. [26] This increased survivorship of the alloparent's young has been linked to the dilution effect, and the way that the geometry of the interspecific school is manipulated such that the cichlid young are forced to the periphery, where they are more vulnerable to predation. [33] It is through this manipulation that the catfish young gain greater protection from predators. Although placed in a more vulnerable position, the cichlid young still benefit from the interaction both their genetic and 'allo' parents defend against predators (mutualistic defense), and being a mouth breeding species, this 'farming out' (which frees them from the mouth) may allow the cichlid young to forage more and grow faster. It has also been observed that the bagrid catfish alloparent will allow the cichlid young to feed off the skin on its dorsal surface. [33] This case of interspecific brood care, which in some cases results in full adoption, is unique in that it is uncommon to see care of heterospecifics where the relationship is mutualistic for all parties. [26]

Chimpanzees Edit

Alloparental care was observed and studied in Chimpanzees. Alloparenting was a huge part of a successful twin chimpanzee’s upbringing. The mother of the twins observed was Sango and they observed the parental care of these babies starting at 2 years old. [8] In chimpanzees, there are four kinds of parenting behavior: walking together, infant carriage, grooming, and physical contact. [8] The male twin, who was named Daiya, spent most of the time raised by Sango, his mother. Along with her care, his father Robin spent an abundance of time expressing physical contact with him and very little grooming. [8] He also was seen walking with him often. The other chimpanzee females in the enclosure did not focus on Daiya much. Koyuki and Cherry provided a lot of physical contact with the toddler and were seen walking with him scarcely. Chelsea, another female who helped nurture him, walked with him and provided physical contact along with minimal grooming. [8] Judy, the last female in the enclosure barely helped nurture him, she only showed physical contact a few times. The care for the female twin, Sakura, differed greatly between the fully grown adult chimpanzees. [8] Rather than Sango providing the most care for her own young, Cherry was seen with her the most. Although Sango did provide all four parenting behaviors, she provided little grooming and walking compared to what she provided for Daiya. Like Sango, Robin provided much less care for the female twin compared to the male twin. [8] In Sakura’s case, a lot more alloparenting was observed. Cherry provided all four parenting behaviors for Sakura and so did Koyuki. [8] Chelsea provided three out of the four parenting types and instead of grooming as she did with Daiya, she was seen carrying Sakura instead. Judy was not present as much in Sakura’s upbringing just as seen with Daiya, however, she was spotted walking with her on occasion. [8]

Indian Free-Range Dogs Edit

Alloparenting is observed in Indian free-range dogs as they roam the streets of India. In this study, the researchers spent their time following one dog known as ML during the first season and her daughter PW, during the second. [10] They found that ML spent roughly 18.05% of her time with her pups. Of this 18.05%, 5.55% of that was spent actively parenting. [10] Over time as the pups grew up and got more independent ML spent less time with them. For PW, she spent 65% of her time with her pups which 84.6% of that was spent actively parenting. [10] For PW, her mother ML helped parent two of her pups. This occurred in the second year when ML did not give birth to any litter herself. ML showed all the behaviors of actual parenting. She helped groom, provide food, play, and protect the pups however she did not allow them to suckle. [10] ML spent a significantly higher amount of time and effort guarding than she did with any other active parental care behaviors when alloparenting. [10] When ML was alloparenting her grandchildren, the amount of time spent with them did not decrease as it did for her pups. Instead, she spent the same amount of time with them. She did not show any bias towards them and cared for each pup equally. Although there was no decrease in her time spent, her time alloparenting overall was less than what both her and PW spent with their kin. [dix]

Alloparenting in humans is a common form of parental care in a variety of cultures and can include care giving from siblings, grandparents, other relatives and unrelated family members such as teachers for providing learning and support. One particular example is a situation in which grandparents adopt a parental role. This is sometimes named a "skipped generation household". In 1997, 8% of children in the United States lived with their grandparents, with the grandparents being the caregivers in one third of those cases. [39] According to Deihl, [42] the Efé people of Ituri Forest in the Democratic Republic of Congo practice alloparenting, with care for infants coming from siblings, grandparents, and older members of the community. Deihl states that where siblings are alloparents this provides adolescents experience of being a parent.

The traditional model of child psychology in relation to parents is called, "Classical Attachment" in which the child has a strong attachment to one figure (the mother). In alloparenting communities, attachment theory suggest that the same sort of bond is shared between the child and multiple community members. [43] This has potential advantages for the child and the parents. The child has a diversified network of caregivers which can provide intimate emotional support. [44] The parent's cost of child rearing goes down as well as the emotional cost and cost of tangible resources. According to The US National Library of Medicine, alloparenting has proven to activate portions of the brain that are correlated with decreasing stress levels. [45]

Cause Edit

Alloparental care has many benefits for the young as well as the biological parents of the young. It occurs when there is a high energetic command of the biological parents and the group living of these animals. [5] Alloparenting helps to reduce the stresses on these animals and reduce the overall energetic demands of having offspring. [5] The evolution of alloparenting came to rise by the rise of language which leads to cooperation, intelligence, and complex social interactions. [5] There is an observed correlation between brain size and alloparental care by non-mothers. Oxytocin is an important hormone involved in maternal behavior. A study on voles found that the expression of oxytocin receptors proportionally affects the alloparental behavior in adult female voles. [5] Prolactin was researched because, in biparental marmoset, the cortisol levels were higher in males than no parent males. [5] However, there are many hypotheses about the role prolactin, cortisol, and another hypothalamic pituitary axis has on male alloparental behavior, however, there is still more research on the exact roles. There are many hormones involved in parental care and these are leads to the causes of alloparental care.

Effect Edit

Providing alloparental care has many effects on both the receiver of the care and the recipient. [3] [5] A historian named Stephanie Coomtzh said human children “do best in societies where childrearing is considered too important to be left entirely to parents.” [3] This implies that in terms of humans alloparenting has a positive effect on the child. Receiving care from a variety of caregivers gives children the opportunity to learn from many and receive love in different ways. [3] Introducing a child to this environment allows them to adapt and learn to love and trust widely which will be beneficial in their future adolescent and adult years when they have to leave the comfort of home. [3]

Providing alloparental care comes at a cost to the provider of the care and there are acute and long-term effects that the provider experiences. Prairie voles exposed to pups for 3 hours results in an increase of c-Fos expression in the brain region activated by maternal behavior and c-Fos was in oxytocin neural activation. [5] Male voles put under stressful experiences increased huddling, licking, and grooming of unrelated pups. [5] This shows that for males alloparental care could come as a form of stress relief. There is also an observed increase in cardiovascular activity, with a constant increase of heart rate when alloparents are around pups and this is related to the alloparent providing more heat to the pup. [5] One consequence of alloparental care in a study done on prairie voles is that adolescents exposed to pups showed a decrease in parental care to biological pups. [5] Other long-term consequences include increased competitiveness, heightened anxiety, and association with reproductive suppression. In a study done on primates, it was found that alloparenting has a positive correlation with infant development. [5] However, this could lead to malnutrition because mothers must provide more nutrients to keep up with the faster growth and development. Alloparental care is complex and has long-term and acute effects on the animal providing the behavior.


Babysitting birds gain from growing pains

A male purple fairy-wren. Photo by Michelle Hall/Australian Wildlife Conservancy.

(PhysOrg.com) -- The baffling question of why some animals help raise offspring which aren’t their own is closer to being answered, thanks to new research from The Australian National University.

Researchers have found that birds that help care for others’ nestlings gain both indirect and direct benefits and help more when the returns are greater.

Dr. Michelle Hall, a visiting fellow in the ANU Research School of Biology, was recently part of a long-term study on the cooperative breeding habits of purple-crowned fairy wrens. The study was led by Sjouke Kingma from the Max Planck Institute for Ornithology with Dr Anne Peters from Monash University as senior author.

Dr. Hall said that fairy-wrens are habitual cooperative breeders, with breeding pairs receiving help in the nest from non-breeding helpers. But in a first, the researchers found that helping in the nest boils down to both family and inheritance.

“Cooperative breeding has intrigued biologists for decades because individuals that help raise offspring that are not their own seem selfless,” she said. “It is an apparent contradiction to the predictions of natural selection.

“We spent many hours watching nests, monitoring who was feeding the nestlings, keeping tabs on changes in social groups, and recording when and where youngsters obtained breeding territories.

“By looking at the dynamics of these social groups we realised that when it comes to helping raise the young, it is a matter of relatedness. For example in purple-crowned fairy-wrens over 60 per cent of helpers live with both parents in the territory they hatched on and over 90 per cent live with at least one parent. So the young they help raise are usually siblings or half-siblings.

“We also found that in general helpers that are more closely related to the nestlings provide more help and their efforts thus see more of their shared genes entering the gene pool. In other words, helpers adjust their behaviour to maximise these indirect benefits by helping kin.”

While the findings present “an elegant theoretical solution” to the problem of unexpected animal altruism, Dr Hall said that they are by no means universally observed.

“In a twist, some helpers in purple-crowned fairy-wrens, and other cooperative breeders, also provide help for unrelated young in the nest. But it turns out these helpers are also playing a selfish game and maximising direct benefits by producing future helpers of their own.

“They help when their chances of inheriting the current breeding territory are greater, and thus are helping to raise their own future assistants.”

The study’s findings have been published in the latest edition of Le naturaliste américain.


A deeper understanding

Previously, most birds were thought to be guided by their genes during migration: any birds taking “bad” migratory routes would die, while the ones taking “good” routes would survive to pass their genes onto their young. How else could a cuckoo find its way across Europe and Africa when it had never met its biological parents?

Our research, however, shows that the picture is a little more complex, and that there is a spectrum of migratory behaviours ranging from genetically-driven (as is the case of the cuckoo) to experience-driven (as is the case of cranes). Knowing that some bird species prefer to migrate with “friends” changes the way we think about the mechanisms that shape migratory behaviour.

The ability of birds to survive changing conditions will be clearer when we understand what drives their movement from one environment to another.


Voir la vidéo: linnut ja possut kuolevat!!! (Janvier 2022).