Déterminants évolutionnistes de la socialité : le rôle de la formation de groupe

Collective interactions are recurrent in microbes, though paradoxical with respect to natural selection: individual traits that support sociality are costly, hence prone to exploitation by noncarriers. Among the many related theoretical models, most overlook the physical process of group formation, relying on static and idealized formulations. In a 1st part, I design a general formal framework describing the evolutionary dynamics of a social trait that enhances individual propensity to interact as well as aggregates cohesion. I show that, under some conditions on the group size distributions experienced by the social and asocial types, socials may get positively assorted with no recognition ability, but merely as a mechanical consequence of them being more aggregation-prone, suggesting a weaker requirement (differential attachment) for their success than usually assumed (preferential attachment). In a 2nd part, I substantiate this proof of principle implementing a biologically relevant computational model for aggregation, where individuals exert interaction forces on each other whose intensities depend on their type. I show that the emergence and maintenance of sociality is compatible with such group formation processes, and specify under which conditions on the microscopic parameters of motion and ecological parameters. This work suggests a parsimonious, elementary scenario for the evolution of sociality in groups of arbitrary sizes bereft of high-level cognitive abilities and interaction with kins. It might shed light both on the evolutionary determinants of social structure in species such as dictyostelids and myxobacteria, and on the possible origins of multicellularity.Les interactions collectives, quoique récurrentes chez les microbes, sont paradoxales du point de vue de la sélection naturelle : les traits individuels qui les sous-tendent sont coûteux, donc sujets à l'exploitation de " tricheurs ". Parmi les modèles théoriques, la plupart privilégient des formalismes statiques et idéalisés, et négligent les processus physiques de formation de groupes. Dans une 1ère partie, je décris un cadre formel général pour modéliser les dynamiques évolutives d'un trait social qui augmente la propension à interagir et la cohésion des groupes. Je prouve que la meilleure agrégation des sociaux (attachement différentiel) leur suffit à s'assortir sans besoin de capacités de reconnaissance mutuelle, allégeant l'hypothèse d'attachement préférentiel fréquemment invoquée dans la littérature en l'absence de sélection de parentèle. Dans une 2nde partie, j'étaye cette preuve de principe en spécifiant un modèle computationnel d'agrégation où les individus exercent les uns sur les autres des forces d'interaction d'intensité dépendant de leur type. Je montre que l'émergence et le maintien de la socialité sont compatibles avec de tels processus de formation de groupes, en détaillant à quelles conditions sur les paramètres écologiques et microscopiques. Ce travail constitue une suggestion de scénario mécaniste pour l'évolution de la socialité au sein de groupes de taille arbitraire, ne requérant ni capacités cognitives pour les individus ni apparentement génétique. Il se veut éclairant sur les déterminants évolutionnistes de la structure sociale d'organismes tels que les dictyostélides et les myxobactéries, ainsi que sur les origines possibles de la multicellularité