La reconnaissance joue un rôle important dans les systèmes de communication animale et plusieurs modalités sensorielles sont impliquées à cette fin. Bien que la reconnaissance mère-jeune ait été largement étudiée, il y a un manque d'information sur la reconnaissance multimodale et l'importance relative des différentes modalités dans ce processus. Dans cette thèse, j'ai exploré la communication multimodale chez un mammifère colonial - le lion de mer Australien (Neophoca cinerea). La reconnaissance mère-jeune est connue pour être multimodale chez cette espèce, mais les processus sous-jacents de la reconnaissance olfactive et visuelle, ainsi que les interactions entre les indices acoustiques, visuels et olfactifs, et leurs contributions relatives restent inconnues. Des analyses chimiques ont permis de déterminer si les profils chimiques diffèrent selon le sexe et l'âge, les colonies et les régions corporelles des animaux. La présence de similarités chimiques entre la mère et son petit suggèrent que l'appariement des phénotypes pourrait être utilisé pour la reconnaissance olfactive. J'ai examiné le rôle des indices visuels lors de la reconnaissance mère-jeune et j'ai constaté que les indices visuels spécifiques à l'âge sont utilisés par les femelles pour affiner la recherche de leur petit dans la colonie. Les jeunes ont également la capacité de distinguer divers indices visuels, qui peuvent être utilisés pour identifier les différentes classes de congénères. Enfin, j’ai pu aussi déterminer comment les indices acoustiques, olfactifs et visuels sont utilisés de manière synergique dans le processus d’identification individuel, et les résultats sont interprété dans une perspective coûts-avantages pour démêler les pressions évolutives sur chaque composante de ce système de communication. Si les différents indices sensoriels ont la capacité de transmettre des informations en isolation, leur rôle peut être différent lorsque d'autres indices sensoriels sont présents. Les résultats de cette recherche fournissent des résultats sans précédent, contribuant à une meilleure compréhension de la reconnaissance mère-jeune chez les mammifères, ainsi que des règles générales de communication chez les vertébrés. / Recognition plays an important role in animal communication systems and individuals often employ different sensory modalities to enact this activity. Although recognition has been widely investigated, especially for mother-offspring interactions, there is a dearth of information about multimodal recognition and the relative importance and interactions of various sensory cues. In this thesis, I explored multimodal communication in a colonial mammal – the Australian sea lion (Neophoca cinerea). Communication during mother-pup reunions is known to be multimodal in this species, yet the underlying processes of olfactory and visual recognition, as well as the interactions between acoustic, visual and olfactory cues remain unclear. Through chemical analyses, I determined whether chemical profiles differ among sex and age classes, colonies, and body regions of animals. Chemical similarities between mothers and pups indicate that phenotype matching may be used by Australian sea lions for olfactory recognition. I examined the role of visual cues in mother-pup recognition and found that age-specific visual cues assist mothers to refine their search for their offspring in the colony. Pups are capable of distinguishing various visual cues that can be used in the assessment of conspecifics. Having provided baseline information about the role of sensory cues in isolation, I determined how acoustic, olfactory, and visual cues are used in a synergistic way to ensure accurate mutual recognition and then interpreted the results using a cost-benefit perspective to disentangle the evolutionary pressures on each component of this communication system. I showed that although cues have the ability to convey given information in isolation, their role may be different when other sensory cues are present. Furthermore, there is a mutual dependency in the communication system, where the limitations imposed on one participant of the dyad affect cue use by the other. These findings contribute to a better understanding of mammal mother-offspring recognition and communication mechanisms in vertebrates.

Nous possédons la faculté de reconnaître individuellement des centaines d'individus. Ceci nous permet d'évoluer dans une société complexe dont l'organisation est en partie forgée par les relations interindividuelles. La reconnaissance individuelle peut être réalisée par l'identification de divers éléments distincts, comme le visage ou la voix, qui forment chez l'Homme une seule représentation conceptuelle de l'identité de la personne. Nous avons démontré que les singes rhésus, comme les humains, reconnaissent individuellement leurs congénères familiers, mais également les individus humains connus. Ceci montre que la reconnaissance fine est une compétence partagée par un éventail d'espèces de primates pouvant servir de fondement à la vie en réseaux sociaux sophistiqués, et également que le cerveau s'adapte de façon flexible pour reconnaître les individus d'autres espèces lorsque ceux-ci ont une importance socioécologique. Par la suite, au niveau neuronal, ce projet a mis en lumière que les connaissances sociales concernant autrui sont représentées par les neurones hippocampiques ainsi que par les neurones inférotemporaux. Ainsi nous avons observé l'existence de neurones sélectifs aux visages non seulement dans le cortex inferotemporal, comme ceci a été décrit précédemment, mais également dans l'hippocampe. La comparaison des propriétés de ces neurones au sein de ces deux structures, suggère que les deux régions joueraient des rôles complémentaires au cours de la reconnaissance individuelle. Enfin, parce que l'hippocampe est une structure qui a évolué à des degrés divers chez différents mammifères pour soutenir la mémoire autobiographique et les représentations spatiales, la caractérisation des différents types de neurones et de leur connectivité a fourni un cadre commun pour comparer les fonctions de l'hippocampe à travers les espèces

Nous possédons la faculté de reconnaître individuellement des centaines d’individus. Ceci nous permet d’évoluer dans une société complexe dont l’organisation est en partie forgée par les relations interindividuelles. La reconnaissance individuelle peut être réalisée par l'identification de divers éléments distincts, comme le visage ou la voix, qui forment chez l’Homme une seule représentation conceptuelle de l'identité de la personne. Nous avons démontré que les singes rhésus, comme les humains, reconnaissent individuellement leurs congénères familiers, mais également les individus humains connus. Ceci montre que la reconnaissance fine est une compétence partagée par un éventail d'espèces de primates pouvant servir de fondement à la vie en réseaux sociaux sophistiqués, et également que le cerveau s’adapte de façon flexible pour reconnaître les individus d'autres espèces lorsque ceux-ci ont une importance socioécologique. Par la suite, au niveau neuronal, ce projet a mis en lumière que les connaissances sociales concernant autrui sont représentées par les neurones hippocampiques ainsi que par les neurones inférotemporaux. Ainsi nous avons observé l’existence de neurones sélectifs aux visages non seulement dans le cortex inferotemporal, comme ceci a été décrit précédemment, mais également dans l’hippocampe. La comparaison des propriétés de ces neurones au sein de ces deux structures, suggère que les deux régions joueraient des rôles complémentaires au cours de la reconnaissance individuelle. Enfin, parce que l'hippocampe est une structure qui a évolué à des degrés divers chez différents mammifères pour soutenir la mémoire autobiographique et les représentations spatiales, la caractérisation des différents types de neurones et de leur connectivité a fourni un cadre commun pour comparer les fonctions de l’hippocampe à travers les espèces / Humans can individually recognize some hundreds of persons and therefore operate within a rich and complex society. Individual recognition can be achieved by identifying distinct elements such as the face or voice as belonging to one individual. In humans, those different cues are linked into one conceptual representation of individual identity. I demonstrated that rhesus monkeys, like humans, recognize familiarpeers but also familiar humans individually and that they match their voice to their corresponding memorized face. Thus it shows that fine individual recognition is a skill shared across a range of primate species, which may serve as the basis of a sophisticated social network. It also suggests that animals’ brains flexibly adapt to recognize individuals of other species when socio-ecologically relevant. Following at the neuronal level, this project put in light that social knowledge about other individuals is represented by hippocampal neurons as well as by inferotemporal neurons. For instance I observed the existence of face preferring neurons not only in the inferotemporal cortex as previously described but also in the hippocampus. Comparison of their properties across both structures, suggests that they could play complementary roles in recognition of individuals. Finally, because the hippocampus is a structure that evolved in various degrees to support autobiographical memory and spatial information in different mammals, I characterized the different subtypes of neurons and their network connectivity in the monkey hippocampus to provide a common anatomical framework to discuss hippocampal functions across species

Cette thèse est consacrée à la reconnaissance individuelle et au choix du partenaire chez la mouette tridactyle (Rissa tridactyla), espèce génétiquement monogame et fidèle à son partenaire d'une saison sur l'autre. Mes expériences démontrent l'existence d'une reconnaissance vocale entre les partenaires d'un couple, ainsi qu'une reconnaissance des parents par les poussins. Des observations empiriques suggèrent que les parents utilisent également le cri pour reconnaître leurs poussins. Ceci pourrait relever d'une stratégie adaptative: les poussins reconnus par leurs parents retournent plus vite au nid lors de leur premier envol, ce qui pourrait diminuer l'énergie dépensée dans des vols stressants ou des batailles avec d'autre résidents. Les analyses ont aussi montré que les distances génétiques entre membre des couples sont plus grandes qu'attendu par chance. Ceci augmente la probabilité d'hétérozygotie des poussins, et donc le succès de reproduction. En effet, le taux d'éclosion augmente avec la distance génétique entre les parents, et les poussins hétérozygotes grandissent plus vite et survivent mieux jusqu'à 25 jours. En outre, les couples formés d'individus génétiquement proches copulent moins souvent, ce qui confirmerait l'influence sur les comportements sexuels de la distance génétique intra couple. Ces résultats posent la question de la perception de la similarité génétique par les partenaires potentiels. Mes résultats préliminaires suggèrent que celle-ci ne semble pas impliquer la voix. En effet, la différence entre les cris ne semble pas corrélée à la distance génétique. Des paramètres olfactifs ou visuels pourraient donc être impliqués. Ces résultats suggèrent que le choix du partenaire pourrait donc être très important chez cette espèce génétiquement monogame.