My thesis examines the evolutionary significance of polydomy using the ant Iridomyrmex purpureus as a model species. In polydomous colonies, several nests are separated spatially, but connected socially by the interchange of workers, brood and food. The nature of interactions among ants from different nests of a polydomous colony varies from totally cooperative to indifference, and often the different nests within a colony may have some kind of separate identity. Polydomy is fairly common among ants, and while it has attracted some theoretical attention, there have been few empirical studies. (For complete abstract open document)

Selon la théorie de la sélection de la parentèle, les individus peuvent transmettre des copies de leurs gènes à la génération suivante sans accéder eux-mêmes à la reproduction, mais en aidant des apparentés à augmenter leur propre succès reproductif. Ce concept reste aujourd'hui l'explication la plus probable pour justifier l'évolution de l’altruisme de reproduction dans le règne animal. Les coefficients de corrélations génétiques entre les membres d’un groupe ont une importance capitale, puisqu'ils influencent directement les bénéfices génétiques indirects associés au comportement altruiste. Trois principaux facteurs sont cependant connus pour influencer profondément l'architecture des sociétés: (i) le nombre de reines présentes dans un nid (polygynie), (ii) le nombre d'accouplements des reines (polyandrie), et (iii) l’accouplement entre apparentés (consanguinité). Nous avons étudié les stratégies de reproduction de cinq espèces de fourmis du genre Plagiolepis. Nous avons d’abord déterminé l’origine endogène des signaux de reconnaissance responsables de la fermeture des sociétés (I). Nous avons également identifié les causes proximales de la forte consanguinité observée chez P. pygmaea : une éviction par les ouvrières des mâles étrangers tentant de s’introduire dans leur société et une préférence des femelles vierges à s’accoupler avec des mâles apparentés (II). A l’aide de marqueurs génétiques, nous avons estimé le degré de polygynie, le taux de polyandrie des reines, et le niveau de consanguinité pour quatre espèces libres : P. pygmaea, P. taurica, P. schmitzii et P. maura (III; IV). Enfin, nous avons testé l’hypothèse d’une réversion du nombre d’accouplements vers la monandrie chez les espèces parasites, au travers de P. xene. (V).

abstract: The most abundantly studied societies, with the exception of humans, are those of the eusocial insects, which include all ants. Eusocial insect societies are typically composed of many dozens to millions of individuals, referred to as nestmates, which require some form of communication to maintain colony cohesion and coordinate the activities within them. Nestmate recognition is the process of distinguishing between nestmates and non-nestmates, and embodies the first line of defense for social insect colonies. In ants, nestmate recognition is widely thought to occur through olfactory cues found on the exterior surfaces of individuals. These cues, called cuticular hydrocarbons (CHCs), comprise the overwhelming majority of ant nestmate profiles and help maintain colony identity. In this dissertation, I investigate how nestmate recognition is influenced by evolutionary, ontogenetic, and environmental factors. First, I contributed to the sequencing and description of three ant genomes including the red harvester ant, Pogonomyrmex barbatus, presented in detail here. Next, I studied how variation in nestmate cues may be shaped through evolution by comparatively studying a family of genes involved in fatty acid and hydrocarbon biosynthesis, i.e., the acyl-CoA desaturases, across seven ant species in comparison with other social and solitary insects. Then, I tested how genetic, developmental, and social factors influence CHC profile variation in P. barbatus, through a three-part study. (1) I conducted a descriptive, correlative study of desaturase gene expression and CHC variation in P. barbatus workers and queens; (2) I explored how larger-scale genetic variation in the P. barbatus species complex influences CHC variation across two genetically isolated lineages (J1/J2 genetic caste determining lineages); and (3) I experimentally examined how CHC development is influenced by an individual’s social environment. In the final part of my work, I resolved discrepancies between previous findings of nestmate recognition behavior in P. barbatus by studying how factors of territorial experience, i.e., spatiotemporal relationships, affect aggressive behaviors among red harvester ant colonies. Through this research, I was able to identify promising methodological approaches and candidate genes, which both broadens our understanding of P. barbatus nestmate recognition systems and supports future functional genetic studies of CHCs in ants. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Biology 2016

Selon la théorie de la sélection de la parentèle, les individus peuvent transmettre des copies de leurs gènes à la génération suivante sans accéder eux-mêmes à la reproduction, mais en aidant des apparentés à augmenter leur propre succès reproductif. Ce concept reste aujourd'hui l'explication la plus probable pour justifier l'évolution de l’altruisme de reproduction dans le règne animal. Les coefficients de corrélations génétiques entre les membres d’un groupe ont une importance capitale, puisqu'ils influencent directement les bénéfices génétiques indirects associés au comportement altruiste. Trois principaux facteurs sont cependant connus pour influencer profondément l'architecture des sociétés: (i) le nombre de reines présentes dans un nid (polygynie), (ii) le nombre d'accouplements des reines (polyandrie), et (iii) l’accouplement entre apparentés (consanguinité).<p>\ / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished