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Interaction sociale dans l’évolution (ISE)

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Thématiques de recherche

La théorie de la sélection de parentèle est cruciale pour comprendre l’évolution des comportements altruistes et des conflits dans les sociétés animales. Mais elle n’apporte que peu de réponses au sujet de la mise en place de la diversité d’organisations sociales observée chez les insectes sociaux. La prise en compte de l’environnement est alors indispensable.
L’objectif de notre équipe est de comprendre comment cette diversité, en particulier en termes de reproduction et de dispersion, a pu se mettre en place.
Nous travaillons aux échelles individuelle, coloniale, populationnelle et méta-populationnelle. L’intégration de ces différentes échelles est indispensable pour appréhender correctement l’évolution de l’organisation sociale.

  • Au niveau individuel, nous étudions l’évolution des reines sans ailes et des soldats par des approches comparatives de morphométrie (étude des règles de croissance) et d’évo-dévo (étude de l’expression des gènes dans les larves en développement). Nous mettons ainsi en lumière un processus de recyclage et de recombinaison de traits permettant de générer de nouveaux phénotypes, et pointons l’importance des anomalies développementales dans l’évolution.
  • Au niveau colonial, une caractéristique majeure de la socialité est le partage du travail entre les membres de la colonie. Nous travaillons sur les mécanismes qui régulent ce partage du travail, et notamment l’accès à la reproduction, en considérant les intérêts de chacun des membres de la colonie dans le contexte de la théorie de la sélection de parentèle. Ceci implique des approches d’éthologie, mais aussi d’écologie chimique : nous avons montré par exemple que des signaux phéromonaux (hydrocarbures cuticulaires) discriminent la reproductrice et les ouvrières et permettent à ces dernières de connaître le statut de fertilité de la reproductrice.
  • Au niveau de la population, nous attachons une attention particulière à l’étude des modes de fondation des colonies. Chez les insectes sociaux, notamment les fourmis, la fondation des colonies peut se faire soit par une reine seule (fondation indépendante) soit par une reine aidée d’ouvrières apparentées (fondation par fission). Ces deux stratégies, ainsi que les transitions évolutives de la première vers la seconde, sont au centre des travaux de l’équipe. Nous souhaitons comprendre les pressions de sélection environnementales qui favorisent la fission ainsi que les mécanismes et les conséquences de la fondation par fission, comme par exemple la perte de la dispersion. Pour ce faire nous combinons modélisation et études empiriques avec une approche intra- et inter-spécifique.
  • Enfin, les métapopulations de fourmis peuvent être constituées de populations relativement isolées génétiquement, notamment dans les milieux urbains ou entre localités distantes. Nous projetons de quantifier cet isolement et d’explorer les adaptations potentielles aux environnements locaux ainsi que le rôle de la plasticité phénotypique dans la tolérance des colonies aux perturbations et changements environnementaux.

La réalisation de nos travaux se base sur la combinaison d’approches expérimentales (élevages au laboratoire et de terrain), analytiques (phylogénie, morphologie, chimie et immunologie), génétiques (microsatellites, ADN mitochondrial, hybridation in-situ) et théoriques (modélisation), souvent réalisées dans le cadre de collaborations nationales et internationales.

Mathieu MOLET, chef de l’équipe ISE, MC UPMC