La reproduction par fission des colonies chez les insectes sociaux : évolution, mécanismes et impact écologique – Fission

Quand et comment les individus se reproduisent est une question majeure en Biologie Évolutive. Chez les espèces eusociales, où seul un ou quelques membres de la société se reproduisent, la façon dont les nouvelles colonies sont produites est un paramètre d'histoire de vie crucial, directement lié à la valeur sélective des individus puisque la colonie est l'unité de reproduction. Ce projet a pour objet la production de nouvelles colonies par fission, un trait d'histoire de vie important mais peu étudié. Deux types de reproduction des colonies existent chez les insectes sociaux: la fondation indépendante et la fission. La fondation indépendante consiste à produire de nombreuses reines qui quittent le nid maternel et commencent seules de nouvelles colonies, sans aide. La fission consiste à couper la colonie mère en deux ou plusieurs colonies, de sorte que la nouvelle reine est assistée par des ouvrières. La fission des colonies existe dans beaucoup d'espèces. C'est un paramètre fondamental puisque la colonie est l'unité de reproduction, pourtant elle est peu étudiée et peu comprise. La fission des colonies pose des questions originales sur son évolution et ses conséquences sur l'histoire de vie, les conflits sociaux et le succès écologique. Nous proposons d'étudier plusieurs aspects de la fission, en combinant des approches expérimentales, analytiques et théoriques. Nous étudierons la transition de la fondation indépendante à la fission, qui est associée à l'évolution de trois types de reproductrices aptères. À l'aide de données phylogénétiques, morphologiques et physiologiques nous comparerons des espèces proches ayant soit des reines ailées soit des reproductrices aptères. Ce travail sera réalisé avec des fourmis de Madagascar, où il y a un fort taux d'endémisme et de nombreuses espèces à reproductrices aptères. Nous étudierons en détails le processus de fission chez les fourmis Méditerranéennes Aphaenogaster senilis et Cataglyphis cursor, à l'aide de génétique des populations, d'expériences de laboratoire et de terrain, et de modélisation. Nous étudierons les traits d'histoire de vie pour identifier les facteurs déclenchant la fission (taille des colonies, densité de nids, etc.), puis déterminerons si les colonies fissionnent en deux ou plusieurs nouvelles colonies, ainsi que leur viabilité. La taille du propagule quittant la colonie mère pourrait affecter sa charge parasitaire, de sorte qu'il y a une relation coût/bénéfice complexe entre produire beaucoup de petits propagules ayant une faible charge parasitaire et étant peu compétitifs (peu d'ouvrières), ou peu de grands propagules ayant une forte charge parasitaire et étant très compétitifs (beaucoup d'ouvrières). Ceci sera étudié en comparant l'état immunologique, l'âge et le comportement des ouvrières joignant le propagule ou restant dans la colonie mère. Nous modéliserons comment la fission affecte l'investissement dans la croissance et le maintient de la colonie en comparaison avec la reproduction, et comparerons deux stratégies alternatives consistant à produire un grand ou plusieurs petits propagules. Chez les espèces se reproduisant par fission les colonies sont potentiellement immortelles car les reines se succèdent. Généralement, plusieurs nouvelles reines sont produites mais une seule survit, les ouvrières éliminant les reines surnuméraires ou les reines se battant à mort. Aphaenogaster senilis et C. cursor sont polyandres et la diversité intra-coloniale qui en résulte pourrait générer des conflits entre ouvrières pour la succession des reines, les ouvrières favorisant les reines de la même lignée paternelle (népotisme). Cataglyphis cursor est spécialement intéressante car les reines peuvent être produites par parthénogenèse, tant par la reine mère que par les ouvrières quand elles sont orphelines. Ceci modifie profondément les conflits potentiels, y compris celui entre la reine et les ouvrières au sujet du moment optimal pour fissionner. Ces conflits seront ét