Cette thèse vise à améliorer notre connaissance des processus évolutifs et écologiques liés aux invasions biologiques au travers de l'étude de populations envahissantes et non envahissantes de la petite fourmi de feu, Wasmannia auropunctata. Cette espèce présente un polymorphisme du système de reproduction original. Dans les populations ancestrales, les reines et les mâles se reproduisent selon le mode de reproduction sexué classique des hyménoptères (haplo-diploïde). Dans d'autres populations, les reines sont parthénogénétiques et les mâles sont produits de manière clonale via les œufs pondus par la reine. Ces reines et ces mâles produisent néanmoins des ouvrières stériles sexuellement. Ce mode de reproduction clonal semble associé indirectement au succès d'invasion des populations. Dans un premier temps nous avons identifié les mécanismes sous-jacents au système de reproduction des populations clonales. Nos résultats montrent que les reines utilisent la parthénogenèse automictique associée à une réduction du taux de recombinaison pour la production de reines, l'androgenèse pour la production des mâles et la reproduction sexuée pour la production d'ouvrières stériles. La fixation des génomes parentaux dans les descendances successives permet la reproduction entre individus d'une même cohorte en évitant la dépression de consanguinité dans la descendance ouvrière. Nous avons ensuite montré que le changement de système de reproduction de la sexualité vers la clonalité est associé à un changement adaptatif permettant aux ouvrières des populations clonales de mieux tolérer les températures stressantes caractéristiques des localités envahies, comparativement aux ouvrières des populations sexuées ancestrales. Enfin, l'utilisation d'une approche multidisciplinaire couplant des modèles de distribution d'espèces, des analyses de génétique des populations et des expériences en laboratoire, nous a permis de montrer que les changements évolutifs clefs associés au succès d'invasion des populations, ont lieu dans des habitats marginaux de l'aire native, avant la dispersion vers des localités distantes caractérisées par des conditions environnementales similaires. / The main goal of this thesis is to provide new insights on the evolutionary processes associated to biological invasions through the study of invasive and non-invasive populations of the little fire ant, W. auropunctata. This species is characterised by an eccentric breeding system polymorphism. In ancestral populations, queens and males reproduce following the classical sexual reproduction system of hymenopteran species (haplo-diploid). In some other populations, queens reproduce by parthenogenesis and the males are reproduced clonally through queens' eggs. These clonal queens and males nevertheless produce sterile workers sexually. Interestingly this clonal reproduction seems indirectly associated with the invasive success of populations. In this study, we first identified the mechanisms underlying the breeding system of clonal populations. Our results indicate that queens use automictic parthenogenesis associated with a drastic reduction of meiotic recombination rate, androgenesis and sexual reproduction for the production of queens, males, and sterile workers respectively. The fixation of parental genomes in the successive generations allows individuals from the same cohort to reproduce together avoiding inbreeding depression in their worker offspring. We also found that the change of breeding system from sexuality to clonality is associated with an adaptive change that allow workers from clonal populations to better tolerate the stressing temperatures of invaded areas better than workers from ancestral sexual populations. Finally, we used a developed mutlidisciplinary approach combining niche modelling, genetic analyses and laboratory experiments, and found that the above evolutionary changes occur within the native range in marginal habitats prior to long-distance dispersal events into localities that display similar environmental conditions.

Les lignées clonales sont un outil puissant pour une meilleure caractérisation génétique des organismes utilisés en recherche. En utilisant les techniques de reproduction uniparentale, de telles lignées peuvent être développées chez les poissons en seulement deux générations. L'androgenèse avait déjà été réalisée chez plusieurs espèces d'eau douce et a été tentée chez le loup, une espèce d'intérêt économique et scientifique. Le faible nombre d'individus contenant effectivement uniquement le patrimoine génétique du père, après irradiation des œufs aux UV, a soulevé des questions quant à la présence de composés photoprotecteurs dans les œufs pélagiques. Les acides aminés de type mycosporines et le gadusol ont été recensés dans de nombreux organismes marins et d'eau douce, mais leur présence n'a pu être reliée au comportement flottant ou coulant des œufs. Tandis que le gadusol apparaissait en plus grande quantité dans les œufs marins flottants, ce résultat était beaucoup moins clair en eau douce et le type de composés photoprotecteurs semble lié à la phylogénie. D'autres études sur les mécanismes de photoréparation de l'ADN pourraient éclairer les résultats obtenus dans les expériences d'androgenèse. La gynogenèse avait déjà été reportée chez le loup mais le grand nombre d'individus méiotiques contaminant les descendances homozygotes produites a conduit à valider des marqueurs microsatellites efficaces à distinguer les individus mitotiques. De plus, un retard de développement des gonades a été observé, augmentant les difficultés à obtenir les lignées clonales. La grande variabilité observée entre les individus quant au succès des reproductions uniparentales a montré que la caractérisation et la qualité des gamètes sont un préalable indispensable. / Clonal lines are a powerful scientific tool for improved genetic characterization of organisms used in research. Inbred fish lines can be produced in only two generations using uniparental reproduction techniques. Androgenesis, achieved with variable success in several freshwater species, has been attempted in the European sea bass (Dicentrarchus labrax L), a marine fish of commercial and scientific interest. The low yields of progenies inheriting only the paternal genome after UV-irradiation of eggs led to considerations on the occurrence of UV screening compounds in pelagic eggs. Mycosporine-like amino acids and gadusol were found in many marine and freshwater organisms, but their occurrence in fish eggs was not clearly related to a behavioral pattern and while gadusol appeared in higher proportions in pelagic marine eggs compared to benthic species, this statement did not apply in freshwater, and moreover the kind of compounds was related to phylogeny. Further studies on DNA photorepair could enlighten hypotheses to understand the mechanisms underlying the disparate results obtained in inducing androgenesis in different fish species. Gynogenesis was reported successful to produce clonal founders in the sea bass, but high numbers of meiotic individuals contaminating fully homozygous progenies highlighted the need for efficient DNA markers to distinguish mitotic gynogenetic individuals. Furthermore, gonad development was highly delayed in gynogenetic progenies enhancing the difficulties to produce clonal lines. A high variability between individuals in the success of uniparental reproduction brought out gamete characterization and quality as a prerequisite.