Thèse Convergence Vers la Granivorie et Déterminisme des Castes chez les Fourmis de la Tribu des Stenammini H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier
École doctorale : GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
Laboratoire de recherche : ISEM - Institut des Sciences de l'Evolution -Montpellier
Direction de la thèse : Jonathan ROMIGUIER ORCID 0000000225274740
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-07T23:59:59

La royauté chez les insectes sociaux est typiquement acquise par l'environnement plutôt que déterminée génétiquement. Cependant, ce n'est pas le cas dans un système de reproduction exceptionnel : l'hybridogenèse sociale. Dans ce système, deux lignées royales de fourmis ne peuvent que produire des reines de manière indépendante et doivent s'hybrider entre elles pour produire des ouvrières. Les oeufs ayant un génome royal non-hybride sont donc génétiquement destinés à devenir des reines, tandis que les génomes hybrides sont destinés à devenir des ouvrières. Le projet de cette thèse sera de déterminer la prévalence de ce système de reproduction chez les fourmis de la tribu des Stenammini et de lier son évolution à leur régime alimentaire granivore ou leur répartition géographique.

Le système de caste des insectes sociaux est l'un des exemples de plasticité phénotypique les plus emblématiques. L'un des exemples les plus connus est l'alimentation des larves d'abeilles domestiques avec de la gelée royale, qui déclenche le développement des reines via des modifications de l'expression des gènes impliqués dans la voie de signalisation de l'insuline, l'hormone juvénile et la vitellogénine (Smith et al. 2008 ; Simpson et al. 2012 ; Corona et al. 2007). Divisés en castes aux morphologies, physiologies et comportements distincts, les insectes eusociaux illustrent parfaitement la plasticité phénotypique (aussi appelée polyphénisme) et présentent une diversité impressionnante de formes parmi les individus d'une même espèce. Remarquablement, cette diversité phénotypique ne se limite pas au dimorphisme sexuel. Alors qu'un oeuf non fécondé d'hyménoptère eusocial se développe presque invariablement en mâle haploïde (haplodiploïdie), un oeuf fécondé peut donner lieu à deux destins féminins : participer à la reproduction de la colonie en tant que reine, ou assurer les soins aux larves et le butinage en tant qu'ouvrière. La plupart des insectes eusociaux sont censés avoir une détermination environnementale des castes, y compris les fourmis, où les contrastes morphologiques, de taille et de longévité entre ouvrières et reines sont les plus marqués (Hölldobler & Wilson 1990).
Des études récentes ont remis en cause ce dogme de la plasticité phénotypique pour la détermination des castes. L'influence directe ou indirecte d'effets génétiques a été démontrée chez plusieurs espèces, révélant un continuum entre détermination environnementale et génétique des castes (Schwander et al. 2010). Ces systèmes de détermination génétique des castes reposent principalement sur le fait que la production d'ouvrières et de reines dépend de l'utilisation alternative de la reproduction sexuée ou asexuée (Fournier et al. 2005 ; Leniaud et al. 2012 ; Ohkawara et al. 2006 ; Pearcy et al. 2011), mais un système entièrement sexué a été documenté chez les fourmis moissonneuses (Helms Cahan & Keller 2003 ; Romiguier et al. 2017). Dans ce système reproductif unique, deux lignées royales distinctes coexistent au sein des mêmes populations et dépendent l'une de l'autre pour produire des ouvrières. Lorsqu'un oeuf de reine est fécondé par le sperme d'un mâle de sa propre lignée, il est destiné à devenir une reine ; lorsqu'il est fécondé par le sperme d'un mâle de l'autre lignée, il est destiné à devenir une ouvrière. Ce système reproductif non conventionnel, où seuls les génomes royaux « purs » peuvent donner des reines, a été nommé hybridogenèse sociale