Les Étincelles du Palais de la découverte
La médiation scientifique
Découvrez le futur Palais
Quatorze mille espèces de fourmis et tellement d’histoires à raconter !Des rouges, noires et rousses d’Isaline aux symbiotiques de Cloé. En passant par les vieilles de Mos, l’expressive géante de Guillaume et les proies d’Annalisa. Sans oublier les travailleuses du jeune Nathanaël et les parfumées du grand Nathanaël.Merci à tous d’avoir partagé vos idées, à la découverte d’un monde où le nombre de récits possibles ne fait écho qu’à la variété et l’originalité considérable des espèces qui le constituent.Une belle rencontre entre propos dessinés et anecdotes racontées que l’on vous propose de découvrir dans ce « Dessine-moi les sciences » spécial « Histoire de fourmis ».Nous sommes Élodie et Quitterie, médiatrices scientifiques de l’unité Sciences de la vie. Bonne lecture !
Alors qu’elle explorait les environs, elle tomba antenne à antenne avec une semblable. Elle réalisa alors bien vite qu’elle était loin d’être partout en odeur de sainteté.
En voilà une rencontre déroutante : deux fourmis, qui se ressemblent pourtant comme deux gouttes d’eau, affirment haut et fort ne pas être de la même colonie. Nul doute que l’appartenance est une affaire sérieuse chez ces insectes. Qualifiés d’eusociaux, ils vivent en effet en groupe organisé et utilisent des phéromones pour communiquer les uns avec les autres. Ici, grâce à la traduction proposée par Nathanaël, il devient évident que l’odeur coloniale est au cœur du propos ! Comme sur le dessin, les phéromones sont parfois comparées à des odeurs qui, lorsqu’elles sont assemblées, forment des bouquets uniques. Chaque association est alors porteuse d’un message. Concrètement, les phéromones sont des substances chimiques plus ou moins volatiles produites par des glandes. De la tête à l’abdomen, c’est tout de même plusieurs dizaines de glandes différentes qui ont été dénombrées à l’intérieur de ce petit animal. Une fois dispersées, les phéromones sont captées par les antennes d’autres fourmis : la communication est établie ! L’heure n’est plus aux bafouilles. La recette de l’odeur coloniale implique une combinaison spécifique de phéromones partagée par l’ensemble des fourmis d’une colonie. En effet, chaque fourmi sécrète son odeur et l’étale par léchage sur son propre corps. Il s’agit principalement d’hydrocarbures produits au niveau de la cuticule, stockés dans une glande au niveau du pharynx et libérés par la cavité buccale. Observez : une fourmi passe beaucoup de temps à se nettoyer ! Les échanges de nourriture sont propices aux transferts de phéromones entre fourmis, tout comme les moments de toilette collective dans le nid. De fil en aiguille, l’odeur coloniale émerge : elle est la somme des mélanges d’odeurs entre les individus.À l’heure actuelle, on ne sait pas si une fourmi peut identifier l’une de ses congénères en particulier. Des expériences montrent qu’elle peut cependant identifier le rôle des autres fourmis de la colonie. Surtout, il est aujourd’hui bien connu que chaque colonie a sa propre odeur, expliquant que nos deux fourmis ne débordent pas ici d’affection l’une pour l’autre !
Habituée depuis sa plus tendre enfance au travail confiné, là voilà égarée en plus d’être ballonnée. Elle découvre pourtant bien vite qu’elle n’est pas la seule à mettre tout son corps à l’ouvrage...
Chacune des cinq fourmis de Nathanaël vaque à ses occupations et il apparaît dès lors bien vite que toutes ne sont pas de la même espèce. Les particularités physiques et les chargements de nos protagonistes en disent long sur leur identité. Prenons la belle fourmi pot de miel à l’abdomen rayé et tout gonflé. Elle a la faculté d’ingurgiter de grandes quantités de miellat pour en faire des réserves. En effet, elle stocke ce liquide tout droit venu de pucerons dans son jabot social. Cette poche digestive située dans l’abdomen peut d’ailleurs atteindre la taille d’un grain de raisin lorsqu’elle est bien remplie ! La fourmi se positionne alors, pattes au plafond, au fond du nid et sert de véritable distributeur de nourriture à ses congénères. Des mois durant, elle se tient prête à régurgiter le liquide nutritif au contact de toute fourmi affamée. Ce comportement est d’autant plus précieux que cette espèce vit dans des zones désertiques où la nourriture peut se faire rare. Ainsi, en dehors de notre histoire, il est peu probable que notre gourde sur pattes puisse un jour croiser le chemin des deux comparses en file indienne plus habituées aux régions tropicales. Vous les voyez affairées à transporter feuille et pétale fraîchement découpés. Chez les fourmis coupe-feuille, ce sont les grandes fourmis de la colonie qui sortent. Hautes sur pattes, elle sont dotées de grosses mandibules ciselées : pratique pour découper et transporter le butin. De retour au nid, elles donnent leurs trouvailles à des congénères plus petites qui préparent la mixture pour nourrir leur champignon maison ! Mais tout cela n’intéresse ni notre fourmi moissonneuse en pleine récolte, ni celle qui, à défaut d’avoir pris la grosse tête, l’a toujours eu ainsi. Est-ce une fourmi meuleuse, avec ses mandibules musclées, prête à écraser des graines pour en faire une délicieuse farine ? Ou une fourmi soldat parée à défendre sa colonie ? Ce qui est sûr, c’est que chaque espèce de fourmi est unique tant par sa morphologie que par sa physiologie et son comportement bien adaptés à son environnement !
Cette tête couronnée pour l’occasion faisait face à un grave dilemme qui lui prenait l’abdomen. Allait-elle pondre un œuf femelle ou mâle ?
Sous les crayons d’Isaline, cette histoire dessine l’une des particularités les plus intrigantes des fourmis et une question qui a longtemps taraudé bon nombre de nos têtes royales. Mais il n’est pas vraiment ici question de choix. C’est surtout l’environnement dans lequel se trouve la colonie qui va déterminer le sexe de l’œuf pondu. Tout d’abord, la saison a son importance pour les espèces de fourmis vivant dans nos contrées, comme c’est probablement le cas de la belle fourmi noire dessinée ici, une Lasius niger. En effet, les scientifiques observent que les œufs mâles sont généralement pondus au printemps. L’été qui suit, les mâles devenus adultes s’envolent (eh oui, ils ont des ailes !) et s’accouplent chemin faisant avec des femelles (elles aussi ailées). Ces dernières, alors fécondées, retirent leurs ailes. Chacune pourra fonder sa colonie. Cela étant, il faut se rendre à l’évidence : la plupart des œufs pondus par une telle reine au cours de sa vie sont femelles. De fait, observez une colonie de fourmis Lasius et vous verrez une écrasante majorité de femelles non ailées, plus petites sur le dessin, appelées ouvrières. Une toute jeune colonie n’est d’ailleurs composée que d’ouvrières, peu nombreuses. On les voit bien dans le monticule de terre. Au bout de quelques années, la colonie s’est agrandie. Quelques mâles et femelles ailées naissent alors à chaque printemps avant l’envol. L’accouplement estival est l’occasion pour chaque femelle de remplir sa spermathèque, qui n’est autre qu’une zone de stockage du sperme, située dans l’abdomen. Ce dernier ressort bien en blanc sur le dessin. Le calme revenu, il sera temps pour elle de pondre. Mâle ou femelle ? Un œuf femelle provient de la fécondation d’un ovule et d’un spermatozoïde. Un œuf mâle provient d’un ovule n’ayant jamais rencontré de spermatozoïde !
qui avaient construit un totem à leur effigie et l'avaient dressé sur leur fourmilière. Ce dôme allait-il résister ?
Imaginez votre surprise face à une fourmi géante lors d’une balade en forêt ! Il y a de quoi se crisper et ressentir des fourmillements dans les muscles. À moins que ce soient les fourmis des bois qui défendent leur territoire en projetant des jets d’acide formique sur ce promeneur intrusif.Guillaume nous rappelle avec humour qu’une fourmi rousse géante serait tout aussi impressionnante que la multitude de toutes petites fourmis.Quelle que soit leur espèce, les fourmis vivent en société. Elles ont atteint le stade évolutif ultime de l’eusociabilité (« eu » = vrai) où prime la division du travail, un partage des tâches au point que la majorité des individus ne se reproduisent pas, alors que d’autres sont spécialisés pour pondre. Mais l’eusociabilité implique aussi la mise en commun des soins aux jeunes, le chevauchement des générations et l’altruisme, le plus haut degré de coopération. C’est le gage de la pérennité de la colonie !Protéger la colonie devient alors la mission de chacune de ces Formica, fourmis rousses des bois. La construction de leur fourmilière le prouve. Une partie souterraine est creusée dans le sol, aménagée avec des galeries distribuant des pièces ou loges. Une partie est érigée en extérieur avec des brindilles de bois, des aiguilles de pin, des bouts de terre, en forme de monticule. Ce dôme, dans lequel serpentent aussi des galeries et des loges aménagées par les fourmis de Guillaume, se réchauffe grâce aux rayons du soleil. La chaleur se diffuse jusqu’à la zone souterraine qui, elle, renvoie sa fraîcheur vers le sommet du nid. Couplé à l’aération par les portes d’entrée, ce système de circulation d’air permet de maintenir une température et une hygrométrie idéales pour l’élevage du couvain (œufs, larves, cocons comme Isaline l’a dessiné). Parfaire la protection de la colonie implique de réparer la fourmilière et de la garder propre. Des ouvrières se chargent d’évacuer les morts dans le cimetière. D’autres, les nettoyeuses, sont équipées, comme toute fourmi qui se respecte, d’une glande spéciale dans le thorax. Cette glande métapleurale sécrète des substances antibiotiques et antifongiques efficaces pour un grand ménage. L’architecture et l’entretien de la fourmilière garantissent sa résistance, indispensable pour cette société habituée à vivre confinée.
dont le nom ne dépendait pas de ses origines, mais simplement de ce qu’il mangeait : le fourmilier.Son met favori avait quant à lui un éventail de préférences culinaires et accomplissait au passage bien des missions.
Le dessin d’Annalisa est le portrait d’un prédateur expert en fourmis et termites. En équilibre sur une branche, ce fourmilier, grand consommateur d’insectes sociaux, les déniche dans les moindres recoins. Équipé d’une longue langue fine, tapissée de salive gluante, il chasse les fourmis avec dextérité et rapidité. Puis il les écrase dans sa bouche grâce à des papilles gustatives dures et cornées, qui recouvrent son palais et l'intérieur de ses joues. Un autre gourmand de fourmis a fait parler de lui en cette époque de confinement des êtres humains : le pangolin, lui aussi insectivore, a un penchant myrmécophage. Même dans le désert australien, le moloch hérissé, un lézard surnommé diable cornu, se régale exclusivement de fourmis.Mais les fourmis ne sont pas en reste ! Elles aussi savent pratiquer la chasse, au point que certaines espèces élaborent des stratégies de groupe ou construisent des pièges pour s’attaquer à plus gros qu’elles. Leur nombre et leur coopération font leur force face aux autres insectes ou aux araignées. Elles constituent un maillon à triple facette de la chaîne alimentaire : proies, prédateurs et nécrophages. Cette action dans les réseaux trophiques est indéniable puisqu’une majorité des cadavres de petits animaux qui meurent dans la nature sont ramenés dans les fourmilières. Des recycleuses ces fourmis !Leurs nombreux rôles écologiques sont liés à leur régime alimentaire et à leurs interactions avec les écosystèmes. Certaines espèces accumulent dans leur nid les restes des animaux et plantes qu’elles consomment et enrichissent ainsi le sol en carbone, azote et phosphore. En qualité d’ingénieurs du sol, elles distribuent des nutriments utiles aux végétaux, tout en contribuant à remuer la terre, l’aérer et faciliter l’infiltration des eaux de pluie. Sans oublier les fourmis granivores qui, en participant à la dissémination des graines, favorisent la biodiversité des plantes. Ainsi, si nous humains n’apprécions guère que ces moissonneuses consomment nos céréales, il en va autrement lorsqu’elles s’attaquent à des plantes que nous jugeons invasives. Fourmilier, pangolin, lézard, fourmi, araignée, plante, humain et tant d’autres trouvent leurs places, parfois inédites, dans les dynamiques des écosystèmes.
Rassemblés au bout d’une tige, des pucerons paissaient paisiblement près de belles feuilles tendres. Ils avaient pourtant confié leurs arrières à de biens étonnants partenaires…
Bâton de berger en main, ces fourmis mènent leur troupeau composé de pucerons de plusieurs générations. Regardez la petiote qui court vers les grands ! Agatha nous dépeint ici une scène quotidienne de la vie des fourmis bergères et de leur cheptel de suceurs de sève. Avec leurs pièces buccales piqueuses-suceuses, les pucerons perforent la plante et aspirent sa sève. Leur menu est composé exclusivement de ce fameux liquide végétal, qu’ils prélèvent dans les diverses strates de la végétation : arbres, arbustes, herbes. Pour autant, certaines espèces de pucerons sont inféodées à un seul type de plante hôte. Les déjections produites après digestion (oui, les crottes !) sont liquides et sucrées. Elles forment un sirop appelé miellat dont les fourmis raffolent. Les ouvrières gardiennes vont traire les pucerons… comme des vaches ? Presque ! Avec ses antennes, une fourmi caresse l’abdomen d’un puceron et stimule la sécrétion du miellat par l’anus. Ces récolteuses de miellat n’ont pas de verre pour trinquer, comme Agatha nous invite à le voir sous sa plume humoristique. Elles avalent les gouttes sucrées par leur bouche, qui cheminent le long de leur tube digestif jusqu’au jabot. Situé entre œsophage et estomac, le jabot sert de zone de stockage et facilite le transport des aliments liquides jusqu’à la fourmilière. Là débute la distribution alimentaire de fourmi en fourmi, et même de bouche en bouche. Cet échange de nourriture par régurgitation est appelé trophallaxie. Une ouvrière récolteuse transmet le miellat à une ravitailleuse, qui l’apporte à une cantinière. Cette dernière le distribue à toutes les fourmis mâles ou femelles du nid, dont les nourrices qui se chargent d’alimenter les larves et la reine. Ce partage des tâches, couplé aux échanges trophallactiques, multiplie les interactions entre congénères et favorise leur vie sociale. Lorsqu’une fourmi a faim, elle puise dans le stock de son jabot et la nourriture part dans son estomac. En effet, le jabot est équipé d’un dispositif de fermeture facultative, qui permet un contrôle à volonté par la fourmi. Pucerons et fourmis s’associent dans une relation bénéfique réciproque. Ce partenariat est strict de par le type d’espèces qui compose ce binôme et non obligatoire puisque des pucerons peuvent vivre sans fourmis. Une telle relation est qualifiée de mutualiste. En effet, les pucerons, quant à eux, bénéficient de la protection des fourmis face aux prédateurs : larves de coccinelle, araignées sauteuses, guêpes parasites… Et de manière plus inattendue, elles leur évitent de s’engluer dans leurs propres déjections ! Ainsi, les colonies de pucerons exploitées et surveillées par les fourmis sont plus prospères.
Leur discussion débouchera-t-elle sur une association hors pair ?
Question association, les fourmis s’y connaissent ! Déjà entre elles, la coopération est de mise au sein de leur colonie puis avec d’autres animaux ou plantes, tous les degrés d’interactions interspécifiques se côtoyant. Que la relation soit permanente ou temporaire, obligatoire ou facultative, bénéfique pour les deux ou pour un seul, elle peut osciller entre l’entraide et la symbiose, sans oublier le parasitisme.Cloé nous illustre en détail les rouages d’une association symbiotique, qu’elle nous décrit en ces termes : « Le gîte et le couvert pour les fourmis Pseudomyrmex ferruginea en échange d’une protection contre les herbivores pour l’acacia corne de bœuf (Vachellia cornigera). Voilà un marché qui semble honnête. » Étonnant ! Contre l’appétit des herbivores, l’attaque des fourmis par morsures et piqûres est dissuasive. Elles protègent aussi l’arbre contre les plantes voisines compétitrices. L’acacia fournit à ses gardes du corps un abri, dans des épines renflées creuses, et de la nourriture, sous forme de nectar et de petites excroissances appelées corps beltiens remplies de lipides et de protéines ; les fourmis s’en délectent. Cloé rajoute : « Mais est-ce qu’on en parle, du fait que l'acacia « drogue » les fourmis afin de les empêcher de digérer autre chose que son propre nectar sans sucrose, s’assurant ainsi leur fidélité ? » Stupéfiant !Dans la majorité des plantes à fleurs, le nectar contient du sucrose, appelé aussi saccharose. Les insectes consommateurs de nectar possèdent, au niveau de leur tube digestif, une enzyme, l’invertase, qui décompose le saccharose en glucose et fructose, assimilables facilement.L’analyse du nectar de l’acacia révèle l’absence de saccharose mais la présence de glucose et fructose, car l’acacia sécrète lui-même cette invertase. Les larves de Pseudomyrmex la produisent bien. En revanche, elle n’est plus détectable chez les ouvrières. Une conclusion s’impose : le nectar d’acacia contient un inhibiteur de l’invertase. Les fourmis Pseudomyrmex, coutumières de ce nectar depuis leur plus jeune âge, intègrent l’inhibiteur et sont donc incapables de dégrader le saccharose. Elles sont forcées de consommer le nectar de l’acacia, pérennisant ainsi leur symbiose, cette relation obligatoire, stricte et bénéfique pour les deux partenaires. Surprenant à quel point acacias et fourmis se sont adaptés et associés, tout en évoluant en parallèle. Une coévolution réussie ! Et il y en a d’autres des exemples de symbiose entre fourmis et plante ; c’est même parfois la plante qui passe à table, servie par la fourmi.
il y a environ 120 millions d’années, des fourmis qui prirent un autre chemin que leurs cousines les guêpes.
En remontant l’échelle des temps géologiques de la Terre, comme l’illustre Mos, une escale au Mésozoïque nous fait entrevoir l'ère du Crétacé. Si pour tout le monde le Crétacé est l’âge d’or d’énormes bêtes appelées dinosaures, de plus petites ont elles aussi colonisé les surfaces terrestres : les fourmis existent depuis belle lurette !Cette invitation à explorer une partie de la phylogénie, ou classification du vivant, raconte l’une des missions des scientifiques : classer. Les naturalistes ne dérogent pas à cette règle, au contraire : observer, décrire, identifier, nommer sont indispensables pour qui s’intéresse au vivant.Classer, c’est l’art de rassembler en fonction de points communs. L’anatomie en est désossée pour repérer les moindres critères de classification, enrichie des données génétiques, moléculaires au fil des avancées des connaissances scientifiques. À leur lumière, la classification du vivant est régulièrement révisée.Abeilles, bourdons, guêpes et fourmis ont des liens de parenté en tant que hyménoptères. Ils possèdent des ailes postérieures, plus petites, solidaires (mariées) aux ailes antérieures durant le vol (« hymen » = mariage, « ptère » = aile).Pourtant proches, les fourmis ont pris un chemin évolutif divergent de celui de leurs cousines les guêpes et des autres hyménoptères. Ces derniers ont développé des mœurs solitaires ou sociales. Alors que chez les fourmis, la vie en société est inéluctable. À notre connaissance, 14 000 espèces de fourmis coexistent aujourd’hui. Les dernières apparues présentent un degré de spécialisation des individus d’une colonie très prononcé et visible jusque dans leur morphologie. Les plus anciennes espèces sont par contraste qualifiées de primitives. Un véritable gradient d’évolution au service de l’organisation du groupe !
