Arthur Weyna 

Mis à jour le 30-Sep-2022

Arthur Weyna, a fait son doctorat en 2021 avec Jonathan Romiguier : Evolution et prévalence de l'hybridogénèse sociale chez les fourmis (Formicidae), sous la direction de Nicolas Galtier. Jury : Tatiana Giraud (Paris-Saclay), Serge Aron Université Libre de Bruxelles), Mathilde Dufaÿ (Montpelleir) et Thomas Guillemaud (Sophia Agrobiotech Nice). Interview.

Résumé. Pdf de la thèse (en anglais)
L'hybridation est un processus fondamental de la biologie évolutive, qui participe à déterminer le rythme de la spéciation et représente une source majeure de diversité génétique pour de nombreux organismes. Chez les fourmis, l'hybridation a un statut particulier car son interaction avec l'eusocialité a mené à l'évolution d'intrigants systèmes de reproduction, qui incorporent les accouplements inter-spécifiques en tant que part intégrante de la vie en colonie. En particulier, certaines espèces de fourmis ont développé l'hybridogénèse sociale, un mode de reproduction dans lequel les ouvrières ne peuvent se développer qu'à partir de larves hybrides, mais où les reines sont toujours produites à travers des accouplements intra-spécifiques. Dans cette thèse, trois projets de recherche ont été menés avec pour objectifs de mieux comprendre les premières étapes de la mise en place de l'hybridogénèse sociale, et d'évaluer sa prévalence parmi les fourmis. Plusieurs hypothèses et modèles verbaux ont été proposés pour tenter d'expliquer comment l'hybridogénèse sociale peut émerger à partir de systèmes de reproduction plus standards. Dans le premier projet de cette thèse, je présente le premier traitement mathématique détaillé de cette question, et décris un nouveau chemin évolutif vers l'hybridogénèse sociale. Je montre qu'elle peut être l'issue d'une course aux armements entre les larves en développement, qui cherchent à accéder à la caste reproductive, et leur reine, qui utilise l'hybridation pour produire plus d'ouvrières. J'utilise également ce modèle afin d'étudier les effets de plusieurs paramètres clefs, comme l'efficacité des ouvrières hybrides, le nombre d'accouplements effectués par les reines, ou la possibilité pour elles de produire de nouvelles reines par clonage. Si le nombre de cas décrits d'hybridogénèse sociale a augmenté significativement dans les dernières années, sa vraie prévalence au sein des fourmis reste inconnue. Dans le second projet de cette thèse, je développe une méthode statistique qui permet la détection d'ouvrières hybrides à partir de données génomiques individuelles. J'applique ensuite cette méthode à des données génétiques existantes pour plusieurs centaines d'espèces de fourmis. Je montre que les hybrides sont plus souvent détectés chez les Hyménoptères, et particulièrement chez les fourmis, que dans d'autres groupes d'Arthropodes. Je présente une liste d'espèces de fourmis candidates qui pourraient être impliquées dans des systèmes hybridogénétiques. Un modèle prometteur pour l'étude de l'hybridogénèse est le genre de fourmis moissonneuses Messor, dans lequel trois cas indépendants de ce système de reproduction ont été décrits. Dans le dernier projet de cette thèse, j'engage des analyses clefs au sein du genre Messor. Je reconstruis la première phylogénie du groupe, incluant la moitié des espèces connues du groupe, en utilisant une méthode de séquençage non-destructive sur des spécimens de musée. J'utilise également la méthode développée précédemment pour identifier d'éventuels nouveaux systèmes hybridogénétiques parmi ces espèces. En parallèle, je me penche sur le cas particulier du groupe Messor structor, un complexe d'espèces européen chez lequel l'hybridogénèse sociale a été détectée précédemment, mais n'a jamais été décrite en détails. Je montre que l'hybridogénèse sociale n'est présente que chez une seule des cinq espèces de ce groupe, M. ibericus. Je présente également des résultats semblant suggérer que ce système repose sur une forme de clonalité mâle.

Publications sur les fourmis
- Fichaux, M., B. Béchade, J. Donald, A. Weyna, J. H. C. Delabie, J. Murienne, C. Baraloto and J. Orivel (2019). Habitats shape taxonomic and functional composition of Neotropical ant assemblages. Oecologia 189(2): 501-513. doi: 10.1007/s00442-019-04341-z.
- Weyna, A., L. Bourouina, N. Galtier and J. Romiguier (2022). Detection of F1 Hybrids from Single-genome Data Reveals Frequent Hybridization in Hymenoptera and Particularly Ants. Molecular Biology and Evolution 39(4). doi: 10.1093/molbev/msac071.
- Romiguier, J., M. L. Borowiec, A. Weyna, Q. Helleu, E. Loire, C. La Mendola, C. Rabeling, B. L. Fisher, P. S. Ward and L. Keller (2022). Ant phylogenomics reveals a natural selection hotspot preceding the origin of complex eusociality. Current Biology. doi: https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.05.001.