Causes and consequences of social phenotypic variation in the Caribbean facultative cleaning goby "Elacatinus"

Les animaux présentent des comportements sociaux d’une diversité fascinante qui ont longtemps attiré l’attention de chercheurs de différentes disciplines. Malgré un intérêt commun, certaines disciplines se sont plus concentrées sur les explications ultimes (fonctionnelles) des interactions sociales alors que d’autres se sont concentrées sur les explications proximales (mécaniques) de ces comportements. Cependant, afin de comprendre comment la sélection naturelle façonne les mécanismes sous-jacents, il est nécessaire d’utiliser une approche intégrative qui examine à la fois les explications mécaniques et fonctionnelles. Le but de mon projet de thèse était de comprendre les causes proximales et ultimes des variations sociales du gobie des Caraïbes Elacatinus prochilos. J’ai d’abord utilisé une approche intégrative combinant les données écologiques, comportementales, cognitives et d’anatomie cérébrale pour expliquer les potentiels mécanismes qui expliquent les variations phénotypiques comportementales observées. J’ai ensuite utilisé une approche comparative intra- et inter-espèce pour étudier comment les mesures cérébrales varient entre des espèces apparentées mais aux phénotypes habitat-alimentation différents. Les individus de l’espèce Elacatinus prochilos adoptent un des deux phénotypes suivants : nettoyeur ou habitant dans les éponges. Les gobies nettoyeurs sont flexibles dans l’utilisation de leur habitat et se nourrissent principalement d’ectoparasites d’autres espèces de poissons du récif. Au contraire, les gobies habitant dans les éponges vivent en groupes allant jusqu’à 70 individus et expriment une hiérarchie claire basée sur la taille des individus. Dans l’introduction générale, je présente des données de base qui révèlent les différences d’utilisation de l’habitat, de comportement social et de structure du groupe entre les deux phénotypes. Dans le premier chapitre, j’ai exposé des individus des deux phénotypes à des conditions sociales standardisées en laboratoire et j’ai étudié si les différences d’environnements sociaux et écologiques naturels influencent la flexibilité comportementale des adultes. Dans le second chapitre j’ai testé si les différences de phénotype habitat-alimentation permettent de prédire les performances d’apprentissage lors de deux épreuves de discrimination à deux choix où la réponse correcte était indiquée par des indices différents. Dans le troisième et dernier chapitre, j’ai comparé la structure cérébrale des deux phénotypes d’E.prochilos à celle de deux autres espèce du même genre avec des phénotypes habitat-alimentation diffèrent : le nettoyeur obligatoire Elacatinus evelynae et l’habitant des éponges obligatoire Elacatinus chancei. De façon surprenante, je n’ai pas trouvé de preuve que les différences de phénotype chez E.prochilos sont liées à des différences de préférence d’habitat, de règles de décisions sociales, de capacités d’apprentissage associatif et de structure cérébrale : nous ne savons pas comment les différences phénotypiques fonctionnent. Comme je n’ai trouvé de différence ni dans les mécanismes, ni dans la structure cérébrale, il est actuellement impossible d’expliquer quels mécanismes ont conduit à l’apparition d’un clade habitant les éponges et d’un clade nettoyeuse habitant les coraux. Cependant, j’ai trouvé des différences dans les aires cérébrales liées à l’axe sensoriel visuel/de la ligne latérale entre les deux clades, ce qui suggère des changements indépendants dans des aires cérébrales fonctionnellement corrélées qui peuvent être écologiquement adaptatifs. En conclusion, les résultats de mon étude challengent les concepts qui lient l’expérience individuelle à la flexibilité comportementale. Comprendre pourquoi les gobies sont une exception est un enjeu majeur pour les recherches futures.

Université de Neuchâtel, Faculté des sciences, Institut de biologie