Au cimetière des fourmis

04/03/2015

Ouvrières de forumi avec une larve. © Michel Chapuisat; Timothée Brütsch

A l’instar des monocultures, les colonies d’individus génétiquement apparentés devraient représenter un terrain idéal pour les agents pathogènes. Mais les fourmis disposent d’une "immunité sociale" et de surprenants mécanismes de défense collectifs. Par Ori Schipper

​(De "Horizons" no 104, mars 2015)

​Les fourmis ne laissent pas leurs soeurs défuntes se décomposer dans la fourmilière. Elles les évacuent dans des cimetières. Au bout d’un certain temps, ces cadavres se couvrent de spores d’un champignon ayant infesté les fourmis de leur vivant. Celui-ci pousse à l’intérieur de l’insecte. Il y absorbe de l’eau, ce qui épaissit l’hémolymphe de la fourmi. Après l’avoir tuée, il continue de la ponctionner. Il momifie ainsi son cadavre, sur lequel finit par pousser la prochaine génération de spores mortelles, comme une épaisse fourrure blanche.

Les biologistes emmenés par Michel Chapuisat, maître d’enseignement et de recherche au Département d’écologie et évolution de l’Université de Lausanne, étudient depuis quinze ans une vaste population de fourmis Formica selysi en Valais. Ils ont prélevé dans un cimetière de fourmis quelques spores de Beauveria bassiana. Ce champignon tueur infeste de nombreux autres insectes. Il porte le nom du biologiste italien Agostino Bassi. En prouvant il y a 180 ans que le mal qui frappait les chenilles des élevages de vers à soie, largement répandus en France et en Italie à l’époque, était dû à un agent pathogène biologique, ce savant avait démontré la validité de la théorie des germes pathogènes, avant Louis Pasteur et Robert Koch. Aujourd’hui, le champignon est utilisé pour combattre les ravageurs, comme les cochenilles, par exemple.

"A priori, les colonies de fourmis offrent un terrain idéal pour les agents pathogènes", relève Michel Chapuisat. A l’intérieur de la fourmilière, le climat est chaud et humide. L’intense activité multiplie les occasions de contamination. Par ailleurs, là où il n’y a qu’une reine par nid, les ouvrières sont étroitement apparentées les unes avec les autres au niveau génétique. Il est donc extraordinaire que ces colonies de fourmis ne soient pas ravagées par des maladies, comme peuvent l’être notamment les monocultures céréalières. Le scientifique explique leur résistance par le fait qu’en 100 millions d’années, les fourmis ont eu le temps de développer de surprenantes stratégies de défense contre les pathogènes.

Ce spécialiste s’intéresse tout particulièrement aux mécanismes de défense collectifs ou sociaux basés sur la coopération entre individus. "Les fourmis sont passablement civilisées", note-t-il. L’existence de leurs cimetières, par exemple, indique que les ouvrières placent la protection de la colonie au-dessus de leur propre bien-être. Car en entrant en contact avec les cadavres, elles risquent d’être contaminées. Mais en les transportant loin de la colonie, elles veillent à ce que les spores du champignon atteignent leur maturité en dehors de la fourmilière, à un endroit où ils infligent beaucoup moins de dégâts.

Immunité sociale

Par ailleurs, les fourmis possèdent «une immunité sociale", pour reprendre les termes de Michel Chapuisat. Elles se nettoient elles-mêmes, mais aident aussi leurs soeurs à ne pas s’infecter. Il y a quelques années, le biologiste a observé que les ouvrières de certaines espèces apportaient dans la fourmilière de petits morceaux de résine durcie. Les grandes fourmilières peuvent abriter jusqu’à 20 kilos de ce matériau odorant que sécrètent les conifères pour refermer leurs blessures. Avec son équipe, Michel Chapuisat a démontré que les substances contenues dans la résine inhibaient la croissance de bactéries et de champignons, et que l'utilisation de résine était une forme de médication collective qui permettait aux insectes de protéger leur descendance contre certains agents pathogènes.

Pour une nouvelle étude, Michel Chapuisat et sa collaboratrice Jessica Purcell sont
retournés en Valais. Ils ont échantillonné 50 fourmilières, en prélevant chaque fois
50 oeufs et ouvrières. En laboratoire, ils ont confié les oeufs de la colonie A aux fourmis de la colonie B, et inversement. Les fourmis nourrices avaient beaucoup à faire. Des larves ont éclos, avant de se transformer en pupes puis en ouvrières. Les chercheurs ont déposé sur le dos de ces nouvelles ouvrières quelques spores du champignon B. bassisana. Ils ont aussi exposé les nourrices à cet agent pathogène. Or, il s’est avéré que plus ces dernières étaient résistantes, plus les nouvelles ouvrières l’étaient aussi. Cette ressemblance dans l'immunité n’est pas déterminée génétiquement, car dans cette expérience, les ouvrières nourrices n’étaient pas apparentées aux oeufs et aux larves qu'elles élevaient.

"L’environnement social durant le développement des fourmis a donc influencé
leur résistance", conclut Michel Chapuisat. Cela pourrait être lié à un comportement
particulier des nourrices. Ou à certains hydrocarbures situés à la surface des fourmis
qui confèrent une odeur spécifique à chaque fourmilière, et que les insectes utilisent
pour reconnaître leur propre colonie. Ou faut-il plutôt chercher du côté des
différences que présentent les "estomacs sociaux" des diverses colonies de fourmis?
Comme les ouvrières régurgitent une partie de leur nourriture pour la partager avec
les larves ou d’autres membres de la colonie, elles échangent aussi leurs microbes,
et ceux-ci sont susceptibles de jouer un rôle important dans la défense contre les agents pathogènes. "Il existe beaucoup d’idées mais encore peu de données solides pour étayer l’une ou l’autre hypothèse", résume Michel Chapuisat.

Ces analyses des mécanismes de défense collectifs des fourmis ne permettent
pas de déduire des stratégies pour éviter la propagation d’épidémies dangereuses pour les êtres humains. "Notre recherche n’a pas pour objectif de protéger l’humanité
d’agents pathogènes dangereux", précise le scientifique. Il fait en effet de la recherche fondamentale, et son intérêt porte sur les mécanismes évolutifs qui favorisent la coopération entre individus. Ces mécanismes fonctionnent aussi dans la lignée humaine.

Mais seulement depuis quelques millions d’années. Une période infiniment courte
si l’on songe que les insectes sociaux coopèrent, eux, depuis plus de 100 millions
d’années!

Ori Schipper est rédacteur scientifique et travaille pour la Ligue suisse contre le cancer.


 

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