Mate-copying chez la Drosophile : importance évolutive et bases mécanistiques

• Auteur / Autrice : Magdalena Assael-Monier
• Direction : Étienne Danchin, Guillaume Isabel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie, biodiversité et évolution
• Date : Soutenance le 08/07/2020
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Evolution et Diversité Biologique (Toulouse ; 2003-2023)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Apprentissage social

Reproduction (biologie)

Drosophila melanogaster

Mots clés libres

Drosophila melanogaster

Copie de partenaire

Apprentissage social

Mécanismes neurobiologiques

Dopamine

Drosophila melanogaster

Mate-copying

Social learning

Neural mechanisms

Dopamine

Résumé

La copie de partenaire, ou ''mate-copying'' est un comportement bien documenté chez de nombreuses espèces, parmi lesquelles des animaux en apparence aussi rudimentaires que Drosophila melanogaster. Chez cette espèce d'insecte, lorsqu'une femelle observe une autre femelle s'accoupler avec un mâle d'un certain phénotype, sa préférence pour les mâles de ce phénotype augmente. Autrement dit, elle copie la préférence de partenaire de la femelle démonstratrice. Ce comportement constitue un modèle d'apprentissage social observationnel que l'on peut exploiter tant au niveau des mécanismes proximaux (par exemple comportementaux et neurobiologiques) que distaux (par exemple pour son influence sur l'évolution). Dans ce travail, ces deux aspects du mate-copying sont abordés. Le premier chapitre de ma thèse étudie la stabilité de cette stratégie de choix de partenaire en fonction de conditions environnementales sociales, particulièrement sur la disponibilité apparente des mâles, et sa stabilité dans le temps (mémoire à long terme). J'ai montré que les femelles adaptent leur sélectivité en fonction de la disponibilité apparente des mâles, mais sans impact sur leur capacité à copier le choix de la femelle démonstratrice. J'ai aussi contribué à montrer que les femelles peuvent former une mémoire sociale à long terme (24h) impliquant la synthèse protéique. Les deuxième et troisième chapitres abordent les mécanismes cognitifs du mate-copying. Ainsi, j'ai montré que les neurotransmetteurs dopamine et sérotonine sont impliqués dans cet apprentissage ; j'ai montré également que le récepteur dopaminergique DAMB (DopAmine Mushroom Bodies) est requis pour cette mémoire sociale à long terme, mais pas à court terme, suggérant l'implication d'un autre récepteur dopaminergique que DAMB dans cet apprentissage social. J'ai enfin élaboré un nouveau protocole de démonstrations basé sur des photographies, qui contribuera à la caractérisation plus efficace des signaux visuels nécessaires, et à moyen terme, des mécanismes neurobiologiques. Enfin, j'ai montré que le mate-copying est un apprentissage basé sur le trait du mâle impliqué dans l'acceptation et non le rejet par la femelle démonstratrice, et impliquant des réseaux neuronaux dopaminergiques en jeu dans l'apprentissage aversif olfactif.

Mate-copying has been reported in many Vertebrate and Invertebrate species, including animals as simple in appearance as Drosophila melanogaster. In this species, when a female observes another female mating with a male of a given phenotype, his attraction to other males of this phenotype increases. In other words, she copies the mate preference of the demonstrator female. This behavior constitutes a powerful model of social observational learning in animals, both for proximate mechanisms (for instance behavioral and neurobiological) as well as ultimate mechanisms (notably, as it takes part to sexual evolution). The present work studied these two aspects of mate-copying. The first chapter tested the stability of mate-copying across environmental social conditions, more specifically, apparent availability of males, and across time (long-term memory). I showed that, while sex-ratio affects female choosiness positively, Drosophila females seem to have evolved a mate-copying ability independently of sex-ratio. I also participated in showing that females can form a social long-term memory (24h) involving protein synthesis. Chapters 2 and 3 deal with cognitive mechanisms in mate-copying. I showed that it involves the neurotransmitters dopamine and serotonine, while the dopaminergic receptor DAMB (DopAmine Mushroom Bodies) is required for this social long-term memory, but not for short-term memory, which suggests that another dopaminergic receptor is also involved in this social learning. I designed and tested a new protocol of demonstrations based on photographs, which will ease the study of the visual cues necessary for this behavior, and later the study of the neurobiological mechanisms. Finally, I showed that mate-copying is a learning based on on the trait of the male accepted by the demonstrator female, and not on the rejected one, and I found that, counter-intuitively, dopaminergic networks involved are those for aversive, not appetitive, olfactory learning.