Experimental investigations of kin-selected conflict in the eusocial Hymenoptera have proved essential in investigating inclusive fitness theory, the leading theory for social evolution. The aim of this thesis was to test both novel predictions, and existing predictions requiring further investigation, in this area. To this end, I performed four experiments using the facultatively multiple-queen ant Leptothorax acervorum as a model system. In the first experiment I tested the prediction that workers in multiple- queen colonies favour their most related queen during social interactions. The results showed that workers did not discriminate between nestmate queens based on relatedness. In the second experiment I tested the novel prediction that the extent to which workers prepare themselves for future reproduction is a function of colony social structure (i.e. queen number), given that single-queen colonies are more likely to provide a future opportunity for worker reproduction than multiple-queen colonies. The results were as predicted, with workers in previously single-queen colonies expressing higher levels of reproduction following queen removal than workers in previously multiple-queen colonies. In the third experiment I tested whether the workers that went on to reproduce after the removal of their queen(s) prepared for future reproduction by altering their behaviour. The results showed that the behaviour of future reproductive workers differed from that of other workers in the presence of the queen. In the fourth experiment I tested for an effect of maternal caste, colony social structure and egg age on worker policing. The results showed that workers policed non-nestmate worker-laid eggs at a higher level than non-nestmate queen-laid eggs, and that colony social structure and egg age had no effect on worker policing. The results of the second and third experiments are as predicted by inclusive fitness theory: workers are more highly related to their own sons than to nestmates' sons, and hence should attempt to maximise their chances of producing their own male offspring in the future. The results of the first and fourth experiments are not as predicted by inclusive fitness theory based on relatedness alone, but fit within the theory when costs and constraints are considered.

Includes index / Bibliography: leaves 400-425 / [10], 431, ca. 90 leaves, [36] leaves of plates : ill., maps ; 30 cm. / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Zoology, 1988

La division du travail est une caractéristique clé chez les insectes sociaux et contribue à leur succès écologique. En ce qui concerne les tâches sanitaires, la division du travail au sein d’une colonie peut permettre de réduire la transmission des maladies, de libérer certaines ouvrières pour d’autres tâches, permettant de diminuer les couts associés à l’exécution des tâches sanitaires (sur le plan comportementale et physiologique). Les facteurs externes et internes aux individus déterminant leur participation aux tâches sanitaires ne sont pas bien connus. La plupart des études portent sur l’importance des différences génétiques entre ouvrières. Dans les deux premières études, j’ai examiné le rôle de l’expérience des individus (par exposition répétée à des déchets sanitaires ou à l’exécution d’une tâche) sur la mise en place de différences interindividuelles dans l’exécution d’une tâche sanitaire comportementale. L’exposition à un parasite est une menace fréquente au sein de colonies d’insectes sociaux. En utilisant la fourmi clonale Platythyrea punctata, j’ai voulu savoir si une exposition répétée des individus à des larves portant une faible quantité de conidiospores du champignon Metarhizium robertsii affectait la performance des soins sanitaires portés au couvain. J’ai trouvé que la durée de nettoyage des larves était plus élevée chez des fourmis entrainées, aux larves exposées ou non exposées au champignon, que chez des fourmis inexpérimentées. Un temps de nettoyage plus élevé améliorait l’élimination des conidiospores. Ainsi les fourmis entrainées pourraient être plus efficaces pour éliminer les conidiospores lors d’une attaque parasitaire de la colonie. La décomposition des cadavres représente un risque sanitaire dans les colonies d’insectes sociaux, nécessitant une gestion de cadavres. Dans la deuxième étude, j’ai étudié la possibilité d’une division du travail dans la gestion des cadavres (c'est-à-dire le nettoyage et le transport) chez les ouvrières de la fourmi polygyne et polymorphe Cataglyphis velox. J’ai plus spécifiquement testé si la propensité d’accomplir ces tâches était en rapport avec une récente expérience individuelle ou avec la taille des ouvrières. Nos observations ont montré que la majorité des individus de la colonie n’effectuait que rarement des tâches de gestion de cadavres même si quelques individus pouvaient être impliqués plus fréquemment, au moins sur un laps de temps cours, dans l’exécution de ces tâches. Les résultats suggèrent une faible division du travail dans le nettoyage et le transport des cadavres et une faible modulation de ces tâches par l’exposition répétée des ouvrières à des cadavres. / Division of labor is a key characteristic of social insects and contributes to their ecological success. Especially in disease defense, the intra-colony partitioning of sanitary work can reduce disease transmission, keep nestmates available for other tasks and reduce costs associated with sanitary task performance (i.e. at the behavioral and physiological level). Factors internal and external to the individual affecting sanitary task allocation are not well known and most studies investigated genetic differences between workers performing behavioral sanitary work. In the first two studies I addressed whether individual experience (through repeated exposure to a sanitary hazard or performance of the task) can generate interindividual differences in the performance of behavioral sanitary tasks. Repeated parasite exposure is a common threat in colonies of social insects, posing selection pressures on colony members to respond with improved disease-defense performance. In the clonal ant Platythyrea punctata, I tested whether experience gained by repeated tending of low-level fungus-exposed (Metarhizium robertsii) larvae alters the performance of sanitary brood care. I found that ants trained both with sham- and fungus-treated larvae groomed the brood longer than naive ants. Increased grooming of fungus-treated larvae resulted in more effective fungal removal, thus making trained ants better caretakers under parasite attack of the colony. Decomposing cadavers pose a sanitary risk to social insect colonies, necessitating cadaver management. In the second study I investigated whether cadaver management (i.e. cadaver grooming and transports) is divided among workers and task allocation affected by recent individual experience or worker size in the polymorphic and polygynous ant Cataglyphis velox. Many individuals performed cadaver management infrequently and few individuals dominated task performance. Our results suggested low division of labor for cadaver grooming and transport and a reduced modulation of these behaviors by recurrent exposure to nestmate cadavers.

La biosphère traverse une crise de biodiversité pour laquelle les milieux insulaires sont l’épicentre. Les invasions biologiques y constituent l’un des principaux facteurs de forçage, notamment du point de vue de l’altération des mutualismes, pour le fonctionnement et le maintien des écosystèmes. Durant notre travail en Nouvelle-Calédonie, nous nous sommes intéressés à un groupe clé de voute pour le fonctionnement des écosystèmes, les fourmis, et leur implication vis-à-vis de la dispersion de graines (myrmécochorie). Nous avons réalisé la première identification de plantes autochtones myrmécochores, avec une prépondérance des espèces sur substrats ultramafiques. Puis, nous avons testé la dispersion par les fourmis sur ces substrats. Après avoir caractérisé les communautés selon un gradient de perturbation anthropique, nous avons évalué la dispersion et la contribution des fourmis invasives à ce service par rapport aux fourmis natives. Ainsi, Solenopsis geminata semble capable d'une meilleure dispersion que les espèces natives. A contrario, Wasmannia auropunctata exclue les espèces natives sans assurer de dispersion efficace. Dans le contexte d’un régime de perturbations intense, nos travaux illustrent une communauté néo-assemblée de fourmis, dominée par des exotiques dont certaines pourraient assurer un relai de fonction pour la dynamique des maquis. Nos travaux illustrent la « contexte dépendance » des impacts d’espèces invasives en fonction du niveau de perturbation anthropique. Ils permettent de discuter la contribution possible de ces fourmis pour la restauration après perturbation sur substrats ultramafiques, voire de leur valorisation en ingénierie écologique. / The biosphere is experiencing a biodiversity crisis, which for islands are the epicenter. Biological invasions are there, one of the main drivers, especially regarding the alteration of mutualistic relationships for the functioning and the maintenance of ecosystems. Thus, during our work in New Caledonia, we focused on a key group for ecosystem functions: ants, and their involvement in seed dispersal (myrmecochory). We carried out the first assessment of this mutualism in New Caledonia with the identification of indigenous myrmechorous plants, with a preponderance of species on ultramafic soils. Then, we evaluated the magnitude of seed dispersal by ants on these soils. After the characterisation of ant communities across an anthropic disturbance gradient, we evaluated seed dispersal capabilities of exotic ant compared to native ones. Solenopsis geminata appears to offer a more efficient seed dispersal than natives. On the other hand, Wasmannia auropunctata excludes native species without ensuring effective dispersal. In the context of an intense disturbance regime, our work illustrates a neo-assembled community of ants, dominated by exotic ones, some of which could provide a function relay with respect to maintaining the dynamic of maquis. Our work illustrates the “context dependency” of invasive species’ impacts as a function of anthropogenic disturbance’s level. It also discusses the possible contribution of these ants in a context of restoration after disturbance of habitats on ultramafic substrates, or even their use in ecological engineering program.