Le choix du partenaire sexuel est l'une des décisions les plus importantes auxquelles sont confrontés les animaux au cours de leur vie. Une manière pour un individu de choisir un partenaire sexuel est de copier le choix de ses congénères. Bien que décrit dans différentes espèces de vertébrés et chez la Drosophila, ce processus d'imitation du choix du partenaire reste malgré tout peu compris. L'objectif de ma thèse a été d'étudier la capacité des femelles à choisir leur partenaire sexuel par imitation dans deux espèces de poisson, le poisson zèbre (Danio rerio) et la Gambusie de l'Est (Gambusia holbrooki), et d'étudier si cette capacité des femelles à imiter est corrélée à leur personnalité, plus particulièrement à leur caractère sur l'axe timide-audacieux. Les femelles poisson zèbre et G. holbrooki ont une préférence naturelle pour les grands mâles. Afin d'évaluer leur capacité à imiter, nous avons testé si, comme décrit dans d'autres espèces de poissons, les femelles augmentent leur préférence pour le petit male après avoir observé le grand male seul et le petit mâle en interaction avec une autre femelle. Nous n'avons pas pu mettre en évidence une tendance à imiter le choix de ses congénères chez des femelles poisson zèbre, suggérant que ce modèle n'est pas adapté pour étudier les mécanismes cognitifs sous-tenant le processus d'imitation du choix du partenaire (Article 1, Chapitre 2). Afin d'évaluer leur caractère exploratoire-audacieux, nous avons testé le comportement de ces mêmes femelles poisson zèbre dans un labyrinthe toutes les deux semaines, cinq fois de suite. Bien que nous ayons trouvé une répartition claire des individus le long de l'axe timide-audacieux dans le premier test, nous n'avons cependant pas pu détecter une répétabilité des comportements individuels à travers les tests suivants. Ceci était sans doute du au fait qu'après le premier test de personalité dans le labyrinthe, les femelles avaient appris que ce labyrinthe ne contenait aucun attracteur (alimentation ou congénère), ce qui les conduisaient à bouger de moins en moins dans le labyrinthe. Ainsi, bien que les traits de personnalité doivent persister au fil du temps, nos données suggèrent que la répétabilité des mesures dans un même test pourrait être faussée par l'apprentissage et l'habituation (Article 2, Chapitre 3). Finalement, nos données sur les femelles Gambusie de l'Est suggèrent que la capacité à imiter le choix d'un partenaire sexuel est liée à la personnalité des femelles: comme anticipé, seules les femelles timides, et non les plus audacieuses, montrent une réelle capacité à imiter le choix de leurs congénères femelles. Ce comportement des femelles timides est maximum lorsque la différence de taille entre les mâles est comprise entre 10% et 25%. Enfin, l'imitation du choix du partenaire semble également être affectée par la pression atmosphérique au moment de l'expérience, les femelles étant plus susceptibles d'imiter leurs congénères lorsque la pression de l'air augmente, en prévision de condition climatique favorable. Si nous avions ignoré ces effets confondants (personnalité, différence relative de taille des mâles attracteurs et pression atmosphérique), nous n'aurions pas détecté le comportement d'imitation du choix du partenaire sexuel chez la gambusie. Nous concluons qu'il est important de prendre en compte de tels effets confondants dans l'étude du comportement d'imitation du choix du partenaire social chez les autres espèces (Article 3, Chapitre 4). / Le choix du partenaire sexuel est l'une des décisions les plus importantes auxquelles sont confrontés les animaux au cours de leur vie. Une manière pour un individu de choisir un partenaire sexuel est de copier le choix de ses congénères. Bien que décrit dans différentes espèces de vertébrés et chez la Drosophila, ce processus d'imitation du choix du partenaire reste malgré tout peu compris. L'objectif de ma thèse a été d'étudier la capacité des femelles à choisir leur partenaire sexuel par imitation dans deux espèces de poisson, le poisson zèbre (Danio rerio) et la Gambusie de l'Est (Gambusia holbrooki), et d'étudier si cette capacité des femelles à imiter est corrélée à leur personnalité, plus particulièrement à leur caractère sur l'axe timide-audacieux. Les femelles poisson zèbre et G. holbrooki ont une préférence naturelle pour les grands mâles. Afin d'évaluer leur capacité à imiter, nous avons testé si, comme décrit dans d'autres espèces de poissons, les femelles augmentent leur préférence pour le petit male après avoir observé le grand male seul et le petit mâle en interaction avec une autre femelle. Nous n'avons pas pu mettre en évidence une tendance à imiter le choix de ses congénères chez des femelles poisson zèbre, suggérant que ce modèle n'est pas adapté pour étudier les mécanismes cognitifs sous-tenant le processus d'imitation du choix du partenaire (Article 1, Chapitre 2). Afin d'évaluer leur caractère exploratoire-audacieux, nous avons testé le comportement de ces mêmes femelles poisson zèbre dans un labyrinthe toutes les deux semaines, cinq fois de suite. Bien que nous ayons trouvé une répartition claire des individus le long de l'axe timide-audacieux dans le premier test, nous n'avons cependant pas pu détecter une répétabilité des comportements individuels à travers les tests suivants. Ceci était sans doute du au fait qu'après le premier test de personalité dans le labyrinthe, les femelles avaient appris que ce labyrinthe ne contenait aucun attracteur (alimentation ou congénère), ce qui les conduisaient à bouger de moins en moins dans le labyrinthe. Ainsi, bien que les traits de personnalité doivent persister au fil du temps, nos données suggèrent que la répétabilité des mesures dans un même test pourrait être faussée par l'apprentissage et l'habituation (Article 2, Chapitre 3). Finalement, nos données sur les femelles Gambusie de l'Est suggèrent que la capacité à imiter le choix d'un partenaire sexuel est liée à la personnalité des femelles: comme anticipé, seules les femelles timides, et non les plus audacieuses, montrent une réelle capacité à imiter le choix de leurs congénères femelles. Ce comportement des femelles timides est maximum lorsque la différence de taille entre les mâles est comprise entre 10% et 25%. Enfin, l'imitation du choix du partenaire semble également être affectée par la pression atmosphérique au moment de l'expérience, les femelles étant plus susceptibles d'imiter leurs congénères lorsque la pression de l'air augmente, en prévision de condition climatique favorable. Si nous avions ignoré ces effets confondants (personnalité, différence relative de taille des mâles attracteurs et pression atmosphérique), nous n'aurions pas détecté le comportement d'imitation du choix du partenaire sexuel chez la gambusie. Nous concluons qu'il est important de prendre en compte de tels effets confondants dans l'étude du comportement d'imitation du choix du partenaire social chez les autres espèces (Article 3, Chapitre 4).

La diversité génétique intra-spécifique constitue le potentiel adaptatif des espèces et, à ce titre, elle est donc indispensable pour l'évolution de celles-ci. Chez les vertébrés, les gènes du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) sont une composante essentielle de quoi permet de faire face aux parasites en initiant une réponse immunitaire. La pression de sélection exercée par les parasites et la sélection sexuelle via le choix du partenaire devraient donc agir sur la diversité génétique du CMH. Cependant, la distinction empirique des pressions sélectives agissant sur la diversité génétique du CMH en milieu naturel nécessite de suivre un grand nombre individus tout au long de leur vie et d'effectuer leur génotypage. Le premier objectif de cette thèse a donc été développer et appliquer un protocole de génotypage chez la marmotte Alpine (Marmota marmota), sur quatre loci du CMH décrits précédemment. Ceci permet par la suite d'étudier, dans une population de marmottes Alpines vivant en milieu naturel, si les caractéristiques génétiques du CMH influencent (1) le choix de partenaire, (2) la présence et/ou l'abondance de trois espèces de parasites intestinaux et (3) leur survie juvénile. Ce travail a fourni une méthode appropriée pour la détermination de génotypes fiables sur un grand nombre d'échantillons en utilisant des techniques de séquençage de nouvelle génération. Ensuite, nous avons constaté l'existence d'un choix de partenaire basé sur le CMH mais aussi sur les caractéristiques de l'ensemble du génome. Par la suite, nous avons mis en évidence le faible rôle du CMH sur la présence et abondance de trois espèces de parasites intestinaux. Finalement, nous avons constaté que l'association entre la survie juvénile et les caractéristiques génétiques du CMH et de l'ensemble du génome ont changé au cours des vingt-trois ans de suivi de la population. Dans l'ensemble, cette thèse présente une approche intégrée de l'étude des rôles du CMH sur une population contemporaine de marmottes Alpines / Intra-specific genetic diversity represents the true potential of adaptation of species and is thus essential for evolutionary change. In vertebrates, the genes of the major histocompatibility complex (MHC) play a critical role in vertebrate disease resistance by initiating immune response. The selective pressure carried out by parasites and sexual selection via mate choice are supposed to maintain the extreme diversity found in the MHC. Yet, empirical differentiation of selective pressures acting on MHC in the wild requires individually based monitoring of a large number of individuals and genotyping them. The aim of this thesis was firstly to develop and apply a genotyping protocol in Alpine marmots (Marmota marmota) to genotype four previously described MHC loci. This allows subsequently to evaluate, in a wild population of Alpine marmots, if MHC characteristics play a role (1) on mate choice, (2) on the presence and/or abundance of three intestinal parasite species and (3) on juvenile survival. This work provided a suitable method to reliably genotype large number of individuals using next-generation sequencing techniques. Then, we found evidences for female mate choice based on MHC but also on neutral genetic characteristics. Subsequently, we evidenced the weak role of MHC characteristics on the presence and abundance of three intestinal parasites. Finally, we found evidences for a change of the effect of genetic diversity at both MHC and neutral loci on juvenile survival during the 23-year monitoring study. Overall, this thesis comprises an integrated approach for the study of the roles of MHC in a contemporaneous population of Alpine marmots

S’approvisionner en nourriture est essentiel à la survie et au succès reproducteur. Lorsque les animaux font face à des changements environnementaux brutaux, ils doivent s’ajuster rapidement à leur nouvel environnement et parfois même innover dans leur façon de s’approvisionner. Des processus comportementaux et cognitifs, tels que l’innovation et l’apprentissage, permettent aux animaux d'intégrer de nouveaux comportements à leur répertoire comportemental afin de s'adapter de façon optimale. Les performances cognitives varient entre les individus d’une même population et bien que des études récentes se soient intéressées aux causes de ce phénomène, de convaincantes évidences sont manquantes afin d’expliquer pourquoi ces variations sont maintenues. Au cours de ce mémoire, les questions des pressions de sélection s'exerçant sur les performances d’alimentation par une tâche motrice nouvelle sont abordées afin de mieux comprendre l'évolution des capacités cognitives au sein d'une population captive de diamants mandarins (Taeniopygia guttata). Nous avons tout d'abord testé si les femelles diamants mandarins modifient leurs préférences d'accouplement après avoir observé la performance d'alimentation par une tâche motrice nouvelle des mâles. Afin de déterminer si les femelles sont capables de discriminer entre les mâles sur la base de leur capacité cognitive, nous avons également évalué les performances d’apprentissage de chacune d’elles. En effet, des études ont suggéré qu’il peut être coûteux, spécialement en terme de temps, de discriminer entre des partenaires potentiels sur cette base. La généralisation d’une préférence pour un mâle performant à d’autres mâles possédant le même phénotype permettrait la réduction de ces coûts. Nous avons donc finalement testé si les femelles diamants mandarins peuvent généraliser leur préférence après avoir observé les performances d’alimentation pour une tâche motrice nouvelle d’un mâle. Nos résultats suggèrent que les femelles diamants mandarins ne peuvent évaluer les capacités cognitives d’un mâle par l’intermédiaire de traits indicateurs. Toutefois, nous avons démontré qu’une observation directe des performances d’alimentation d’un mâle guide le choix d’appariement des femelles. Également, nous avons montré que les femelles peuvent généraliser l’apparence du mâle le plus performant et utiliser cette information lors de l’évaluation de nouveaux mâles. La relation entre les performances cognitives et le choix de partenaire pourraient s’expliquer par exemple par une meilleure exploitation de l’habitat, mais nécessite des études plus approfondies. / Successful foraging is essential for survival and reproductive success. When animals face rapidly change due to climate change or anthropogenic habitat destruction, they are force to quickly adjust their behaviour such as foraging. Innovation and learning, two processes related to cognitive functions, are know to allow animals to incorporate novel behaviours into their behavioural repertoires and thus to facilitate optimal responses to environmental change. Cognitive performance vary between and within individuals and although several studies have rencently addressed the causes, convicing evidences for why inter-individual variations in cognitive performance are maintained in a population are still lacking. During my Masters, I investigated different selective pressures acting on foraging performance on a novel motor task to better understand the evolution of cognitive abilities in a captive population of zebra finch (Taeniopygia guttata). Firstly, we investigated whether female zebra finches modify their mating preferences after having observed the foraging performance of males on a novel motor task. We also assessed each bird’s learning performance in a color associative task in order to check whether females could discriminate between the two males based on their learning performance. Discriminating among mates based on their cognitive ability might be very costly for females, especially in terms of time. Therefore, one way to reduce the cost of assessing mate would be to generalize their preferences to any male with the same phenotype as the most efficient observed individual. We finaly investigated whether female zebra finches can generalize their mating preferences after having observed a male’s foraging performance on a novel motor task. Our findings suggest that female zebra finches would be unable to assess male cognitive ability indirectly via morphological traits. However our results demonstrate that direct observation of the males’ performance on a foraging task can guide female mating preferences. We also demonstrates that female zebra finches can generalize the appearance of the male that is the most efficient at solving a motor task and then use this information to assessing new males. The relationship between cognitive performance and mating preference might be mediated throught habitat exploitation for example, but requires further investigation.

Pour comprendre comment la sélection naturelle modèle les traits sexuels, l’emploi d’une approche intégrative des processus sélectifs en jeu semble aujourd’hui indispensable. Durant ma thèse je me suis ainsi intéressé aux influences simultanées des sélections de viabilité et sexuelle sur l’origine, l’évolution et le maintien des traits sexuels de la petite teigne de la ruche (Achroia grisella). Chez cette pyrale les mâles se regroupent en leks, produisent un chant d’appel ultrasonique intense et les femelles choisissent un partenaire sexuel en se basant sur des caractéristiques acoustiques spécifiques de ce chant. Cependant les signaux sexuels ultrasoniques des mâles peuvent également attirer des prédateurs : les chauves-souris insectivores. Ainsi, au sein des leks, les sélections sexuelle et de viabilité jouent et peuvent modeler (1) l’évolution du choix des femelles, (2) le maintien et l’évolution du lek, (3) l’origine de la communication acoustique sexuelle. Les travaux conduits durant cette thèse soulignent l’intérêt de l’étude du jeu des sélections sexuelle et de viabilité pour comprendre comment la sélection naturelle peut modeler l’origine, l’évolution et le maintien des traits sexuels. Les résultats indiquent en particulier le rôle crucial de la pression de prédation dans ces processus sélectifs. / In order to achieve a better understanding of how natural selection shapes sexual traits it is essential to consider the interplay of the various selective processes at work. For my thesis I investigated the simultaneous influences of viability and sexual selections on the origin, the evolution and the maintenance of sexual traits in the lesser waxmoth Achroia grisella. Females of this pyralid moth choose their mate based on acoustic characters of the ultrasonic calling song broadcasted by males while competing at lek. However male ultrasonic displays are very conspicuous and may attract specific predators: insectivorous bats. Therefore at leks sexual and viability selection pressures act simultaneously and can shape (1) the evolution of female mate choice, (2) the maintenance and evolution of lekking, (3) the origin of sexual acoustic communication. Taken as a whole this work emphasises the relevance of the study of selective interplays between viability and sexual selections in order to improve our understanding of how natural selection may shape the origin, evolution and maintenance of sexual traits. In particular results indicate the crucial role played by predation pressure within these evolutionary processes.