Des fourmis productrices de lait

Des fourmis productrices de lait

Les fourmis sont connues pour être réparties en classes qui font vivre la colonie. Il a récemment été découvert que les pupes, stade de métamorphose, y participent également en produisant un liquide précieux.



Les fourmis, insectes eusociaux, tout comme les termites, les abeilles et certaines guêpes, appartiennent à des groupes caractérisés par des individus spécialisés dans certaines tâches (travail, reproduction), la coopération entre individus et la présence de plusieurs générations en même temps. Ce type de groupe social est considéré comme le stade ultime de la socialité, en opposition aux espèces solitaires.

 

Les fourmis, des insectes très sociaux


Elles vivent sous forme de colonie avec une reine reproductrice. Mais cette dernière ne la contrôle pas entièrement. Les ouvrières agissent principalement d’après les informations qui viennent de leur environnement local. Elles sont notamment très sensibles aux phéromones, des molécules chimiques qui leur permettent de communiquer. Dans la colonie, les ouvrières élèvent et nourrissent les larves. Un exemple d’interaction sociale est la trophallaxie, lorsqu’il y a une transmission de nourriture, ou de phéromones, entre deux individus, comme le ferait un parent oiseau avec son petit. 


Cycle de vie général des fourmis (traduite d’après Wikimédia Commons - General Ant Life Cycle)



Découverte d’un “lait maternel” au sein des colonies

Le stade de pupe a longtemps été considéré comme une phase passive qui ne participait pas au fonctionnement de la colonie. C’est l’équivalent de la chrysalide chez les papillons qui sépare la larve de l’adulte. Afin de mieux comprendre comment les pupes peuvent jouer un rôle au sein de l’espèce Ooceraea biroi (récemment renommée Cerapachys biroi), elles ont été isolées dès le début de leur pupaison jusqu’à l’éclosion au stade adulte. Il a été découvert que dans les derniers jours du stade de pupe, elles sécrètent un fluide qui s’écoule sous forme de gouttes au niveau rectal. Des tests de coloration ont permis de suivre le déplacement de ce liquide au sein de la colonie. Cette expérience a permis de mettre en évidence que les fourmis adultes récupèrent rapidement le liquide sécrété et que ce n’est pas nocif pour les pupes qui étaient toujours vivantes après plusieurs jours. La même expérience a été conduite avec des larves et a montré qu’elles se nourrissent également de ce liquide. Ce sont d’ailleurs les fourmis adultes qui déplacent les larves sur les pupes. Ce “lait” pourrait avoir une fonction sociale et augmenter le taux de croissance ainsi que la survie des larves, comparée à la consommation de petites proies. 


Ouvrière Ooceraea (Cerapachys) biroi - AntWeb.org


Cependant, des mesures d’isolement des pupes, où la sécrétion n’était pas retirée régulièrement, ont montré des infections et le développement de champignons pouvant être mortels. On voit ici l’impact social de la colonie où les pupes nourrissent les larves avec ce lait et meurent s’il n’est pas prélevé régulièrement. La composition de ce liquide a été étudiée en parallèle et nous indique qu’il contient des hormones ainsi que des substances neuroactives qui peuvent affecter le développement larval. 


Et chez les autres espèces ?

D’autres espèces de fourmis appartenant aux cinq sous-familles principales ont également été étudiées et ont montré des pupes sécrétant un liquide dérivé du liquide de la mue. Ce phénomène ne semble donc pas unique à une seule espèce, mais est commun à plusieurs espèces de fourmis. 

Afin d’élargir cette étude, des observations ont été menées sur des abeilles domestiques (Apis mellifera) et aucune gouttelette n’a été détectée sur les pupes. De plus, les larves montraient un bon taux d’éclosion sans aide supplémentaire. Cela nous montre que tous les groupes d’insectes sociaux ne reposent pas sur ce système de sécrétion, et semble très intéressant pour des recherches futures. L’étude de l’auto-organisation chez les fourmis permet de mieux comprendre leurs propriétés émergentes. Ce sont des propriétés globales qui découlent de l’accumulation de caractéristiques plus fondamentales. Et ici on observe que dans le cadre de l’organisation de la colonie, il y a eu l’émergence d’un liquide produit par les pupes qui sert toute la colonie et qui renforce les liens entre individus. Cela promet de belles découvertes à venir sur les comportements sociaux des insectes ! 


Pupes des sous-familles principales de fourmis, avec une goutte de liquide de sécrétion (adapté de Snir et al. 2022)


Pour aller plus loin : vidéo d’Ooceraea biroi adulte consommant le liquide produit par une pupe (Vidéo supplémentaire) issue de l’article de Snir et al. (2022).



Références : 

  1. Darrouzet E., Corbara B. Les insectes sociaux. Editions Quae - Carnets de sciences (2016). 
  2. LeBoeuf A. C., Waridel P., Brent C. S. et al. Oral transfer of chemical cues, growth proteins and hormones in social insects eLife 5:e20375 (2016). https://doi.org/10.7554/eLife.20375 
  3. Lewes G. H. Problems of Life and Mind, First Series: The Foundation of a Creed. Boston: J.R. Osgood and Co. (1875).
  4. Snir, O., Alwaseem, H., Heissel, S. et al. The pupal moulting fluid has evolved social functions in ants. Nature 612, 488–494 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05480-9
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