Aedes caspius est un moustique très largement distribué en Europe qui se reproduit dans une grande variété de milieux. Il génère une forte nuisance, parfois plus de 300 piqûres en 15 minutes, qui peut avoir des conséquences économiques importantes. Depuis près de 50 ans, ces populations de moustiques sont contrôlées le long de la côté méditerranéenne française avec des insecticides chimiques et biologiques entraînant une diminution significative de la nuisance. Cependant, les densités larvaires restent très élevées en dépit de l'absence de résistance aux insecticides. Ainsi cette espèce a pu développer des mécanismes démographiques pour compenser les effets des traitements.<br />La démographie d'Aedes caspius est décrite et son évolution sous pression insecticide est estimée. Les cycles de vie de deux populations, respectivement de la zone traitée et non traitée, sont comparés. Pour cela, des traits d'histoire de vie, tels que la mortalité, la durée de développement et la fécondité, ont été mesurés en laboratoire et sur le terrain. La durée de développement des différents stades larvaires, leur mortalité mais aussi la probabilité de passage d'un stade au suivant sont dépendantes du stade larvaire. La durée de développement, la sex-ratio et la fécondité sont densité dépendantes. Les traitements insecticides induisent une diminution d'abondance qui entraîne une augmentation de la fécondité et un changement de la sex-ratio en faveur des mâles. Ces mécanismes densité dépendants peuvent expliquer les fortes densités larvaires encore observées aujourd'hui.

La spécialisation à différents environnements est un moteur de divergence entre populations et espèces. Les insectes phytophages sont des candidats pertinents pour l’étude de la spéciation par spécialisation écologique, de par leur relation intime à leur plante hôte et à l’occurrence régulière de changements d’hôtes au cours de leur évolution. Cette spéciation écologique nécessite trois composantes : une source de sélection divergente, un isolement reproducteur (pré-ou post-zygotique), et un mécanisme liant les gènes sous sélection et ceux responsable de l’isolement reproducteur. Dans ce cadre, nous avons étudié l’isolement reproducteur et la spécialisation chez deux modèles de lépidoptères polyphages, ravageurs des cultures : (1) la pyrale du maïs, Ostrinia nubilalis, et son espèce sœur, Ostrinia scapulalis, (2) la légionnaire d’automne, Spodoptera frugiperda, dont deux variants sont identifiables, le variant riz (sf-R) et le variant maïs (sf-M). Ces deux modèles montrent des patrons de diversification via la plante hôte : les deux espèces sœurs et les deux variants sont différenciés génétiquement et sont spécialisés sur différentes plantes hôtes (maïs pour O. nubilalis et sf-M ; armoise pour O. scapulalis ; riz pour sf-R). Nous avons étudié les patrons de spécialisation de ces modèles en effectuant des mesures de traits d’histoire de vie à deux moments clés de leur cycle de vie : (1) au stade larvaire, par des expériences de transplantation réciproque, (2) au stade adulte, par des expérience de choix d’oviposition. Ces mesures nous ont permis de mettre en évidence un patron de spécialisation pour les deux espèces de pyrale et pour le variant sf-M au stade adulte et/ou larvaire, alors que les résultats ne montre pas de spécialisation claire pour le variant sf-R de S. frugiperda, du moins sur les plantes testées. Nous avons également recherché des mécanismes de cette spécialisation par une analyse transcriptomique visant à identifier les gènes ou familles de gènes dont l’expression varie en fonction de la plante hôte chez nos deux modèles. Cette étude mécanistique a mis en lumière des fonctions de gènes impliquées dans la détoxification, la digestion et l’immunité qui peuvent expliquer les différences de traits d’histoire de vie que nous avons observés. Enfin, nous avons quantifié différentes barrières (pré- et post-zygotiques) pour estimer le degré de divergence et les facteurs impliqués dans l’isolement reproducteur des entités génétiques étudiées. Nous avons notamment trouvé pour les deux modèles des barrières post-zygotiques précoces avec un pourcentage d’éclosion plus faible dans les croisements interspécifiques. Dans le modèle Ostrinia, nous avons également mis en évidence la présence d’une barrière pré-zygotique en lien avec le bouquet phéromonal émis par les femelles. / Specialization in different environments is a driver of divergence between populations and species. Phytophagous insects are interesting candidates to study the speciation process via the ecological specialization, due to the intimate relationship between the insects and their host plant but also the regular occurrence of host changes they experienced during evolution. Ecological speciation requires three important components: a source of divergent selection, a form of reproductive isolation either pre- or post-zygotic, and a mechanism linking the genes under selection to those responsible of the reproductive isolation. In this context, we studied the reproductive isolation and specialization in two models polyphagous lepidopteran pests: (1) the European corn borer, Ostrinia nubilalis, and the closely related species Ostrinia scapulalis, (2) two host races of Spodoptera frugiperda (the fall armyworm), rice strain (sf-R) and corn strain (sf-M). Both models showed a patterns of diversification via the host plant: both species sisters and the two strains are genetically differentiated and are specialized on different host plants (maize for O. nubilalis and sf-M; mugwort for O. scapulalis; rice sf-R). We studied the patterns of specialization of these models by quantification of life history traits in two time points of their life-cycles: (1) in the larval instar, by reciprocal transplant experiments, (2) in the adult, by choice oviposition experiment. These measures highlighted a pattern of specialization at the adult and/or larval instar for both moth species and sf-M. However, the results showed no clear specialization for sf-R of S. frugiperda on the tested plants. We investigated the mechanisms of specialization by RNA-seq in order to identify the genes or the gene families for which variation of their expression depends on the host plant. This mechanistic study revealed genes involved in detoxification, digestion and immunity process that may explain the differences observed in life history traits. Finally, we quantified various barriers (pre- and post-zygotic) to estimate the divergence degree and the causes involved in reproductive isolation of genetic entities studied. In particular, for the two models, we found evidences of post-zygotic barriers with a lower percentage of hatching in the interspecific crosses. In Ostrinia model, we have also demonstrated the presence of pre-zygotic barrier depending of the pheromone blend emitted by the females.

Quels sont les facteurs qui peuvent retarder ou accélérer la sénescence? Les chercheurs tentent d'y apporter des réponses à différents niveaux moléculaires, cellulaires et également au niveau des traits d'histoire de vie. Tl est établi que différents facteurs ont un impact significatif sur les patrons de sénescence tels que le continuum lent-rapide, la sélection sexuelle, ou encore la disponibilité en ressources. De façon surprenante, peu d'intérêt a été porté sur l'influence de la socialité sur les patrons de sénescence. L'objet de cette thèse est de combler cette lacune et d'étudier l'influence de la socialité sur la sénescence grâce à un suivi exceptionnel d'une population de marmottes alpines (Marmota Marmota), mammifère hautement social et longévif. En effet, cette espèce est organisée en groupes familiaux, composés d'un couple dominant reproducteur socialement monogame despotique, et de subordonnés des deux sexes. La marmotte alpine pratique l'élevage coopératif. En effet, les subordonnés mâles participent à l'élevage des jeunes, ils sont aussi appelés helpers. Nous avons mis en évidence une sénescence de la taille de portée à partir de 10 ans et du succès reproducteur vers 8 ans chez les femelles dominantes et une sénescence de survie à partir de 6 ans chez les dominants mâles et femelles. Nous avons montré que le nombre de helpers durant l'année de naissance et durant la vie adulte étaient indépendants et augmentaient additivement le succès reproducteur sur toute la vie et la longévité des femelles dominantes. Nous avons apporté la preuve que les helpers présents l'année de naissance avaient une influence sexe-spécifique sur les patrons de sénescence de survie des dominants. En effet, les mâles nés avec des helpers vieillissaient plus vite et plus tôt que ceux nés sans helpers. Les femelles ayant bénéficié de helpers l'année de naissance présentaient une sénescence tardive et moins intense que celles sans helpers. Également, les helpers présents durant la vie adulte retardait la sénescence des dominants des deux sexes et diminuaient son intensité. Les coûts et bénéfices liés à l'élevage coopératif expliquent en partie la variabilité de la sénescence de survie chez la marmotte alpine. Pour finir, nous nous sommes placés à l'échelle interspécifique et nous avons montré que la socialité chez les mammifères retardait l'âge de début de sénescence / What are factors that can delay or accelerate senescence? Researchers are seeking these factors at molecular, cellular and life history traits level. Recent studies have firmly showed that the slow-fast continuum, sexual selection and food availability are factors shaping variability in senescence patterns. Surprisingly, the influence of sociality on senescence has been less investigated. The aim of this thesis is to fill this gap and to study the influence of sociality on senescence thanks to an extensive dataset spanning 25 years of study on free-ranging Alpine marmots (Marmota Marmota), a long-lived and highly social mammal. Alpine marmots live in family groups typically composed of a dominant pair, of sexually mature and immature (yearling) subordinates, and of pups of the year. Male subordinates help to raise pups, they are also called helpers. We showed in dominant females that litter size declined at 10 years of age and reproductive success at 8 years of age. In both sexes, survival was constant with age until dominants were between 6 and 8 years of age and declined markedly thereafter. We also showed that the number of helpers at birth and during adult life were independent and additively increased female dominant longevity and lifetime reproductive success. Moreover, we provided evidence that the presence of helpers at birth and during adult life strongly influenced survival senescence and that this influence was sex-specific. Indeed, females benefiting from the presence of helpers at birth showed a delayed and less intense senescence while males born with helpers showed a earlier and faster senescence. The presence of helpers during adult life was beneficial for both sexes by delaying senescence and decreasing its intensity. Sociality, more specifically cooperative breeding and its benefits and costs associated, is an important predictor of the diversity of survival senescence in Alpine marmot. Finally, we worked at the interspecific level and showed that sociality in mammals delayed the onset of senescence

Les compromis évolutifs ou trade-offs occupent une place centrale dans l'évolution des traits d'histoire de vie car ils contraignent l'univers des possibles. Les trade-offs dans l'allocation d'énergie vers la reproduction et la maintenance sont essentiellement liés, chez les insectes parasitoïdes, à la disponibilité en hôtes et en nourriture de l'environnement et au nombre d'œufs dont disposent les femelles. Nos expériences relevant de l'écologie comportementale et de l'éco-physiologie démontrent, chez le parasitoïde Venturia canescens, (i) que les caractéristiques de l'environnement sélectionnent une allocation différentielle des ressources vers la fabrication des œufs et la mise en place des réserves énergétiques pendant la phase larvaire ; et (ii) qu'un ajustement des stratégies d'allocation d'énergie en réponse à la disponibilité en hôtes existe pendant la phase adulte. Nos travaux théoriques révèlent le rôle central de la qualité de la nourriture dans l'évolution du trade-off entre recherche d'hôtes et de nourriture, et suggère son importance dans la structuration des communautés de parasitoïdes.

L'hypothèse selon laquelle les femelles de sanglier, Sus scrofa, d'une population forestière, s'assemblent entre elles de manière à maximiser leur succès reproducteur est testée ici. La dynamique à court et à long terme des groupes est abordée en intégrant la composante sociale dans les choix relatifs aux trajectoires sociales et à certains traits d'histoire de vie des laies. Après avoir déterminé les paramètres sociaux du groupe, c'est-à-dire la mise en évidence de l'organisation sociale, des relations sociales entres les individus et donc de la structure sociale, le système d'appariement des individus de cette population a été apprécié. Nos résultats montrent que les groupes familiaux sont constitués d'une laie adulte, de deux laies yearlings et des jeunes de l'année. Cette organisation sociale typique peut fluctuer autant dans les effectifs qu'au niveau de la structure en âge des membres, sous l'influence de paramètres spéci-spécifiques et environnementaux. Bien que toutes les femelles du groupe familial soient apparentées génétiquement à la matriarche, une hiérarchie, basée sur le poids et l'âge des femelles, régit les relations sociales. Les analyses génétiques ont révélé l'existence d'une multipaternité au niveau des fœtus d'une même portée traduisant ainsi un système d'appariement de type polygynandrie pour les individus de cette population. La dynamique à court et à long terme du groupe a ensuite été étudiée. La pérennité du groupe social a été quantifiée à partir des différents flux d'individus. L'estimation des flux d'individus entrant et sortant du groupe familial a nécessité de déterminer les trajectoires sociales liées à la dispersion et à la reproduction des femelles. L'appréciation des flux d'individus entrant et sortant a révélé que le taux de croissance des groupes familiaux est, globalement, très légèrement positif ; ce qui se traduit, au niveau populationnel, par une faible augmentation des effectifs. L'intégration de la composante sociale dans l'analyse des traits d'histoire de vie des laies a démontré que les groupes familiaux sont soumis à plusieurs mécanismes de régulation interne. Le premier mécanisme est une compétition entre les femelles adultes. Celle-ci affecte principalement la fitness directe des femelles en diminuant la taille de portée. Le second mécanisme de régulation du groupe résulte de la dispersion des femelles yearlings. Ce phénomène, qui a pour conséquence une fission du groupe familial, s'opère dans un tiers des groupes. L'interprétation de la relation entre la fission du groupe et la participation à la reproduction des femelles yearlings a été faite en considérant un budget-temps différentiel entre les femelles du groupe. Tester cette hypothèse a nécessité de quantifier les coûts et les bénéfices associés aux comportements de vie en groupe et ceux engendrés par une participation à un épisode reproductif. La synchronisation des laies en gésine, phénomène âge-dépendant, permet un élevage coopératif des marcassins. L'absence de synchronisation dans les dates de parturition peut se traduire, au niveau collectif, par un échec social qui amène les femelles à se séparer. Pour les femelles yearlings, les bénéfices liés à la participation à un épisode reproductif (gain de fitness directe) ne semblent pas compenser les coûts (phénotypiques et sociaux) qu'engendrent l'expression de ce comportement. Ce travail a également montré que la taille et la composition en individus du groupe influencent l'exploitation des ressources spatiales. Enfin, le rôle clef des femelles yearlings, autant au niveau de la pérennité du groupe, qu'au niveau de l'aide coopérative qu'elles apportent, est discuté. Pour terminer, ce travail suggère de nouvelles investigations pour gérer cette espèce en pleine explosion démographique.