Une grande partie des organismes hermaphrodites, qu’il s’agisse de plantes ou d’animaux, est capable de se reproduire par autofécondation, comme alternative à la fécondation croisée. Or les modèles théoriques prédisent un ensemble de conséquences évolutives importantes liées à l’autofécondation. La première prédiction est qu'une population pratiquant l'autofécondation est moins sensible à la dépression de consanguinité qu'une population à reproduction croisée, car une partie de la dépression a été « purgée », c’est-à-dire que les allèles délétères récessifs sont éliminés par la sélection naturelle plus facilement en autofécondation. Cette purge entraine en retour une sélection positive sur l’autofécondation. On attend aussi chez ces populations l’évolution de traits facilitant l’autofécondation (par ex., des fleurs fermées), ainsi qu’une réallocation de ressources de la fonction mâle vers la fonction femelle, en raison d’une sélection sexuelle réduite sur la fonction mâle. Une reproduction par autofécondation va aussi considérablement affecter la variabilité disponible en raison d’une taille efficace de population divisée par deux, augmentant les effets de dérive. Par ailleurs, la moindre efficacité de la recombinaison va augmenter la sensibilité aux interférences sélectives (sélection d’arrière-plan, balayage sélectif) et diminuer la probabilité de fixer plusieurs mutations avantageuses dans le même génome. En d’autres termes, l’autofécondation conduit à un fardeau génétique plus lourd, et diminue les capacités d'adaptation et l’efficacité de la sélection naturelle. On prédit donc que les espèces autofécondantes ont une probabilité d’extinction plus grande que les espèces allofécondantes – elles constituent un cul-de-sac évolutif. Ces prédictions ont pour l’essentiel été évaluées chez des plantes, voire ne l’ont pas été du tout. L’objectif de cette thèse est d’apporter des éléments permettant de les tester chez des animaux, les escargots hermaphrodites d’eau douce. Pour ce faire, nous avons opté pour une approche d’évolution expérimentale permettant de contrôler régime de reproduction, conditions environnementales et pressions de sélection. Notre modèle d’étude est Physa acuta, une espèce allofécondante qui est capable de se reproduire par autofécondation et nous avons des lignées expérimentales se reproduisant soit en allofécondation stricte soit alternant avec une génération d’autofécondation depuis 20 à 30 générations au laboratoire. La première expérience montre que non seulement la dépression de consanguinité est largement purgée en une dizaine de génération d’autofécondation, mais aussi que le temps d’attente (un trait positivement corrélé au taux d’allofécondation) a fortement diminué. Nous n’observons en revanche aucune réallocation sur la fonction femelle. La deuxième expérience dans laquelle nous avons comparé la réponse à la sélection sur un trait morphologique en autofécondation et en allofécondation montre qu’une population en autofécondation répond d’abord mieux car les allèles sont progressivement placés à l’état homozygote mais cet avantage s’épuise rapidement probablement à cause des interférences sélectives car en trois générations elles commencent à répondre plus lentement que la même population en allofécondation (le trait considéré était la forme de la coquille). Ces travaux apportent des éléments nouveaux quant à notre compréhension de l’évolution de l’autofécondation, et proposent des éléments expérimentaux novateurs quant à la moindre adaptabilité des espèces autofécondantes. / Many hermaphroditic organisms, either plants or animals, are able to reproduce by self-fertilization, at least alternatively with cross fertilization. Theoretical models predict several important consequences linked to this mating system. The first prediction is that a selfing population is less sensitive to inbreeding depression than an outcrossing one, because part of the depression can be « purged » meaning that the recessive deleterious alleles are easier to eliminate by natural selection under selfing. This purge creates a positive feedback to favour self fertilization. In these circumstances, we also expect the evolution of traits facilitating self fertilization (for example closed flowers) and a reallocation of resources from the male to the female function, because sexual selection is reduced in the male function. Self-fertilization also affects standing variation, as the effective population size is divided by two, enhancing the effects of drift. In addition, recombination becomes inefficient, increasing the extent of selective interference among loci (background selection, selective sweep) and decreasing the probability to fix several advantageous mutations in the same genome. In other words, self-fertilization decreases the adaptive potential and the efficiency of natural selection. We then predict that autogamous species have a higher probability of extinction, this is called the “dead end hypothesis”. Some of these predictions have been tested mainly in plants or not at all. The aim of this thesis is to test them in animals, using freshwater snails as model systems. To this end, we followed an experimental evolution approach using laboratory populations of Physa acuta a preferentially outcrossing snail able to reproduce by self-fertilization. These populations were maintained for 20 to 30 generations either under pure outcrossing or under alternating generations of outcrossing and selfing. In a first experiment we show that inbreeding depression is largely purged after only ten generations of selfing, but also that the waiting time, (a trait positively correlated to the outcrossing rate) decreased largely. We did not observe however any reallocation in favour of the female function. In a second experiment we compared the response to artificial selection on a morphological trait under selfing and outcrossing. We observed that when an outbred population switches to self-fertilization the response to selection is initially enhanced as alleles are progressively made homozygous. However this advantage is quickly offset by selective interference and after no more than three generations selfing populations start to respond to selection more slowly than outcrossing onesThis work brings new elements for the understanding of the evolution of mating systems, and provides empirical support for the lower adaptability of selfing species.

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La théorie de la sélection sexuelle a été largement élaborée à partir du constat de dimorphisme sexuel chez les espèces à sexes séparés. Une de ses caractéristiques générales est une sélection plus forte pour l'augmentation du nombre de partenaires sexuels chez les mâles que chez les femelles qui résulterait d'un investissement différentiel dans les descendants entre les deux sexes (anisogamie). Si hermaphrodisme et sélection sexuelle sont considérés comme compatibles depuis les travaux de Charnov (1979), les études sur le sujet restent rares que ce soit chez des animaux ou des plantes. Une raison importante est que la méthodologie disponible pour quantifier la sélection sexuelle ne prend pas en compte les particularités des hermaphrodites (par ex., corrélations ou effets croisés entre les deux fonctions sexuelles d'un même individu, autofécondation). Le premier objectif de cette thèse est de combler cette lacune méthodologique en proposant un cadre travail adapté aux hermaphrodites, que nous appliquons dans une étude empirique chez Physa acuta, un gastéropode hermaphrodite d'eau douce. Nous observons que la sélection sexuelle est plus intense sur la fonction mâle, comme généralement chez les espèces gonochoriques. Par ailleurs, nous ne détectons aucun effet des particularités des hermaphrodites dans cette expérience. Dans un deuxième temps, nous nous intéressons de manière plus détaillée aux composantes du succès reproducteur mâle (RSm). Nous montrons que chez P. acuta il existe une priorité spermatique au premier partenaire mâle lorsque plusieurs individus sont en compétition. Enfin, nous proposons une décomposition de la variance de RSm en ses composantes pré- et post-copulatoires, qui représentent respectivement 60 et 40% de la variance. Dans la troisième partie, nous intégrons la sélection sexuelle à l'étude de l'évolution de l'allocation sexuelle d'un hermaphrodite, via une approche d'évolution expérimentale chez P. acuta. Menée sur plus de 10 générations, elle vise à faire évoluer l'allocation sexuelle de manière disruptive (lignées mâle ou femelle) en sélectionnant les composantes mâle et femelle du succès reproducteur. Les résultats préliminaires suggèrent qu'il est possible de manipuler l'allocation sexuelle chez un hermaphrodite simultané en sélectionnant sur son régime d'appariement. Nous concluons que l'anisogamie suffit à justifier l'existence de la sélection sexuelle sans avoir à supposer un dimorphisme sexuel. Son étude chez les hermaphrodites simultanés ouvre des perspectives pour la compréhension du rôle de l'allocation sexuelle dans l'évolution des systèmes de reproduction. / A cornerstone of the theory of sexual selection in gonochoric species is sexual dimorphism. A very general result is stronger selection on males than on females for increasing mating success, and this fundamentally relies on differential investment in offspring between the sexes (anisogamy). Although sexual selection does operate in hermaphroditic species as well, few empirical studies have been performed whether in animals or in plants. The main reason is that the current framework for studying sexual selection does not incorporate the particularities of hermaphrodites, including correlations or cross-sex effects between sex functions and self-fertilization. The first goal of this thesis is to fill this gap by proposing an appropriate framework for hermaphrodites (generalizing that available for gonochoric species). It was applied to approach sexual selection in the hermaphroditic freshwater gastropod Physa acuta. Sexual selection turns out to be stronger on the male than on the female function, as classically observed in gonochorists. Moreover, we do not detect any effect in relation to hermaphrodites' particularities. We then focus on the components of male reproductive success (RSm) in more details. We detect a pattern of sperm precedence in conditions of sperm competition. We develop a new method for decomposing the variance in RSm into pre- and post-copulatory components (representing 60 and 40% of the variance respectively). The third section aims at integrating sexual selection in studies of sex allocation and its evolution. It relies on a protocol of experimental evolution in P. acuta. Conducted over more than 10 generations. Its aim is to observe the evolution of sex allocation by disruptively selecting male and female components of reproductive success. Preliminary results indeed suggest that it is possible to manipulate sex allocation in a simultaneous hermaphrodite by manipulating its mating system. We conclude that anisogamy alone is a sufficient condition for sexual selection to proceed, and that sexual dimorphism is not required. Study sexual selection in simultaneous hermaphrodites gives insights for understanding the role of sex allocation in the evolution of mating systems.