par Lecocq De Pletincx, Nathan 
Président du jury George, Isabelle
Promoteur Aron, Serge
Publication Non publié, 2023-04-21
Président du jury George, Isabelle
Promoteur Aron, Serge
Publication Non publié, 2023-04-21
Thèse de doctorat
| Résumé : | The foundation of eusociality lies in the strong division of labour between the queens and males, that specialise in reproduction, and the workers, that carry out all the non-reproductive tasks. As such, workers’ morphology and queens’ reproductive strategies are key to the diversification and adaptation of eusocial species. In ants, worker size greatly differs between species. In about 30% of ant species, it even varies within societies (worker polymorphism). The genetics and development of worker morphology having received considerable attention, multiple factors are known to affect worker size. However, our understanding of the factors affecting its evolution remains limited.In the first part of this thesis, I investigated whether the evolution of worker size and polymorphism correlates with multiple factors known to affect worker size proximately. I used the desert-dwelling ant genus Cataglyphis as a model. My results show that (i) worker polymorphism is evolutionarily linked with mature colony size, queen size and worker size, but not with queen-worker dimorphism and within-colony genetic relatedness (ii) the evolution of worker size is driven by interspecific competition for resource use. These results stress the multiplicity of factors dictating worker size evolution in ants.Ants of the genus Cataglyphis are highly thermophilic diurnal scavengers. Some Cataglyphis species have developed a most peculiar reproductive strategy that has been termed social hybridogenesis. In this system, two genetically distinct genetic lineages coexist and permanently hybridise. Workers, always hybrids, issue from classical sexual reproduction between a queen and a male from alternate lineages, while queens and males, always pure bred, originate from asexually reproduction. In the second part of this thesis, I described the reproductive strategies of two species – Ocymyrmex robustior (Namibia) and Melophorus bagoti (Australia) – that represent ecological equivalent to Cataglyphis ants to test whether the dry, harsh environments faced by highly thermophilic species can favour the evolution of social hybridogenesis. My results show that O. robustior and M. bagoti do not use social hybridogenesis. Although these species have classical reproductive systems, their mating and dispersal strategies are variable and flexible. These results neither support nor exclude an ‘habitat-selected’ origin of social hybridogenesis but rather highlight the diversity of reproductive systems in desert-dwelling ants. |
| Le fondement de l'eusocialité réside dans la forte division du travail entre les reines et les mâles, spécialisés dans la reproduction, et les ouvrières, qui effectuent toutes les tâches non reproductives. Ainsi, la morphologie des ouvrières et les stratégies de reproduction des reines sont essentielles à la diversification et à l'adaptation des espèces eusociales.Chez les fourmis, la taille des ouvrières varie considérablement d'une espèce à l'autre. Chez environ 30% des espèces de fourmis, elle varie même au sein des sociétés (polymorphisme des ouvrières). La génétique et le développement de la morphologie des ouvrières ayant fait l'objet d'une attention considérable, de multiples facteurs sont connus pour affecter la taille des ouvrières. Cependant, notre compréhension des facteurs affectant son évolution reste limitée.Dans la première partie de cette thèse, j'ai testé si l'évolution de la taille et du polymorphisme des ouvrières est corrélée à de multiples facteurs connus pour affecter la taille des ouvrières de manière proximale. J’ai utilisé les fourmis du genre Cataglyphis, vivant dans le désert, comme modèle. Mes résultats montrent que (i) le polymorphisme des ouvrières est lié à la taille des colonies matures, à la taille de la reine et à la taille des ouvrières, mais pas au dimorphisme reine-ouvrière ni à l’apparentement génétique au sein de la colonie ; (ii) l'évolution de la taille des ouvrières est déterminée par la compétition interspécifique pour les ressources. Ces résultats soulignent la multiplicité des facteurs qui dictent l'évolution de la taille des ouvrières chez les fourmis.Les fourmis du genre Cataglyphis sont des charognards diurnes hautement thermophiles. Certaines espèces de Cataglyphis ont développé une stratégie de reproduction très particulière, l’hybridogenèse sociale. Dans ce système, deux lignées génétiques distinctes coexistent et s'hybrident en permanence. Les ouvrières, toujours hybrides, sont issues de la reproduction sexuée classique entre une reine et un mâle de lignées alternatives, tandis que les reines et les mâles, toujours de lignée pure, sont issus de la reproduction asexuée. Dans la deuxième partie de cette thèse, j'ai décrit les stratégies de reproduction de deux espèces écologiquement équivalentes aux fourmis Cataglyphis (Eurasie, Afrique du nord) - Ocymyrmex robustior (Namibie) et Melophorus bagoti (Australie) - afin de vérifier si les environnements secs et rudes auxquels sont confrontées les espèces hautement thermophiles peuvent favoriser l'évolution de l'hybridogenèse sociale. Mes résultats montrent que O. robustior et M. bagoti n'utilisent pas l'hybridogenèse sociale. Bien que ces espèces présentent des systèmes de reproduction classiques, leurs stratégies d'accouplement et de dispersion sont variables et flexibles. Ces résultats ne soutiennent ni n'excluent une origine ‘sélectionnée par l'habitat’ de l'hybridogenèse sociale. Cependant, ils soulignent la diversité des systèmes reproductifs des fourmis vivant dans les déserts. |
