Le monde des fourmis

Qui fait partie de la colonie ?

 

 

Tout d'abord, nous allons voir ce qu'est une fourmi. Faisant partie du groupe des Hyménoptères (où l'on peut retrouver les guêpes ou les frelons), les fourmis ont un corps segmenté en trois parties (la tête, le thorax et l'abdomen). Leur corps est composé d'une carapace de chitine (substance organique) formant un exosquelette (membrane très dur chez certains animaux), ayant 6 pattes, des antennes et généralement des ailes, cette petite bête fait partie de la classe des Insectes.

(Truc à savoir, les araignées ayant 8 pattes ne sont pas des insectes mais font partie de la classe des Arachnides !)

 

 

 

Maintenant, voyons ensemble qui constituent une colonie :

Nous avons dans un premier temps la naissance d'une jeune Reine qui part de sa colonie d'origine pour fonder la sienne. Après la fécondation par plusieurs mâles (ce sera la seule fois où elle sera fécondée), quelques ouvrières vont l'aider à couper ses ailes puisqu'elle n'en aura plus besoin. Pendant toute sa vie, c'est-à-dire plus de 20 ans, elle va pondre des œufs (environs 30 par jours) et ne se limite qu'à ce rôle.

Mais comment fait-elle pour féconder des œufs sans l'accouplement régulier avec des mâles ? C'est simple ! À l'intérieur de son abdomen, elle a différentes poches : une avec un stock d'ovules et une avec un stock de spermatozoïdes (c'est pour avoir ce stock qu'au début de sa vie d'adulte, elle se reproduit avec plusieurs mâles). Ainsi, l’œuf passe forcément devant le stock de spermatozoïdes mais c'est la reine qui choisit ou non d'arrêter l’œuf et de le féconder ! Si l’œuf s'arrête et est fécondé par un spermatozoïde alors l’œuf donnera une femelle et si l’œuf ne s'arrête pas, il donnera un mâle.

Si l’œuf est une femelle, c'est en fonction de son alimentation au stade de larve qu'elle deviendra ouvrière ou future reine. 

 

Pour ce qui est des femelles (toutes les fourmis d'une colonie sont des femelles et elles sont toutes sœurs !) :

Parlons des Ouvrières : ce sont celles que l'on observe facilement dans notre jardin ou sur la route de notre promenade ! Chaque ouvrière va avoir une fonction bien spécifique au sein de la fourmilière, les jeunes fourmis vont avoir pour rôle de faire le ménage (déplacer les déchets vers une zone "poubelle") ou encore un rôle de croque-mort (elle emmène les cadavres vers une sorte de cimetière). Nous avons les fourmis nourricières qui vont s'occuper des œufs, des larves et des cocons (le processus de transformation d'une fourmi dure de 1 semaine à 1 mois et demi). C'est donc elles qui sortent de la fourmilière pour apporter des ressources, tel que des feuilles ou des insectes.

Comparaison soldat et ouvrière
Comparaison soldat et ouvrière

Nous retrouvons dans les fourmilières, des Soldats ! Ce sont des fourmis qui, lors de leur stade de larve, vont être "gavées" par les autres ouvrières. Ainsi, elles vont développer une plus grosse structure de la tête et vont être plus grandes que leurs sœurs ouvrières. Elles vont avoir pour rôle principal la protection du nid et de leurs occupantes. Cette caste de la colonie est encore mal connue des chercheurs... On les voit rarement à l'extérieur du nid, mais alors que font-elles ? Grâce à une expérience effectuée dans un Fourmiquarium, en installant des émetteurs sur les soldats et des récepteurs dans la colonie, les chercheurs ont pu découvrir que certains soldats patrouillent entre différentes chambres, pendant environs 20 heures, elles vont faire des allées et venues dans les secteurs les plus précieux (réserves de nourriture, salle de la Reine, salle du Couvin).

 

 

 

Finissons sur la dernière catégorie de fourmi, les Mâles : la production de mâle par la Reine s'effectue une fois par an (comme pour les jeunes Reine) lors de la période de reproduction. En même temps que la production de fourmis Reine, des œufs de mâles vont être pondus. À la fin de l'été, une fois mature, ils vont s'envoler et quitter la colonie pour trouver des partenaires dans un vol nuptial. Peu de temps après l'accouplement, les mâles meurent.

Comment fonctionne une colonie ?

Les fourmis font partie des insectes dit Eusociaux, parmi lesquels nous retrouvons les termites, les guêpes ou encore les abeilles. Ce terme veut dire qu'elles ont une vie sociale très développée qui garantit une réussite exceptionnelle dans leur organisation. Cette évolution est la plus importante dans le règne animal.

 

C'est dans cette optique que George McGavin (zoologiste anglais), s'est demandé qui menait les opérations dans cette colonie ? Qui était le chef ?

La réponse est très simple... Personne, même pas la Reine ! Mais alors comment font-elles pour être aussi bien organisées et pour communiquer ?

 

Prenons une expérience effectuée sur des fourmis coupe-feuille. Les scientifiques ont créé un chemin qu'ils ont séparé en deux. D'un côté, nous y trouvons de la nourriture, de l'autre rien... Au début, les fourmis ont 50% de chance d'aller d'un côté comme de l'autre. Au bout d'une vingtaine de minutes, elles choisissent presque toutes le même itinéraire, celui qui mène à la nourriture ! Ces fourmis ont une mauvaise vue... Donc comment font-elles ? Elles utilisent leur odorat qui lui, est très développé. De plus, chaque fourmi qui empreinte le bon chemin laisse des phéromones (ce sont des molécules chimiques qui vont être produite par un individu et qui vont induire un comportement spécifique chez un autre membre de la même espèce) aux autres, qui grâce à leurs antennes peuvent détecter des quantités infimes de ces sécrétions. Mais voilà comment ça se passe : à l'aller une fourmi sécrète des phéromones pour que les autres la suivent et si elle trouve de la nourriture, au retour elle va sécréter encore une fois ces phéromones pour amplifier sa trace. Au contraire, si elle ne trouve rien, elle ne sécrétera rien au retour et la trace se dissipera. Au final, plus l'odeur est forte, plus une autre fourmi est susceptible de la suivre en produisant elle aussi des phéromones à son passage et ainsi de suite...

 

Donc, l'organisation se fait d'elle-même ! Effectivement, individuellement chaque fourmi réagit toujours de la même manière, avec des stimuli simples qui lui dictent son comportement et collectivement ce système est très performant. Il permet à la colonie de trouver d'autres sources de nourritures, de les exploiter efficacement et de réagir rapidement une fois qu'elles sont épuisées.

Ces phéromones sont très intéressantes puisque chaque type de fourmi porte une odeur bien spécifique dans une fourmilière. Prenons par exemple une reine, dans une fourmilière elle portera une odeur de rose, une ouvrière une odeur de blé et les soldats une odeur de persil. Chaque fourmi porte donc un bouquet d'odeur qui permet aux autres fourmis de sa colonie de la reconnaître. Si on prend une fourmi d'une autre colonie que celle de notre exemple, elle ne portera pas le même bouquet d'odeur et c'est comme ça que les fourmis reconnaissent leurs sœurs.

De même, elles utilisent différents types de phéromones, par exemple : si une fourmi produit des phéromones disons avec l'odeur de lavande cela voudra dire "attention ennemie en vue !", si elle produit une phéromone qui sent la pistache cela voudra dire "viens m'aider" et admettons qu'il y ait une phéromone qui sente l'anis, cela pourrait vouloir dire "j'ai trouvé une feuille". Ainsi, si elle produit une phéromone sentant la pistache et l'anis cela voudrait dire "viens m'aider, j'ai trouvé du miel" !

 

Mais les fourmis ne communiquent pas seulement avec les phéromones ! Elles échangent des informations en permanence, grâce à un micro adapté, il nous est même possible de les entendre. Elles émettent un crissement aigu : c'est ce qu'on appelle une stridulation, c'est un son que produisent les fourmis en frottant l'un contre l'autre deux segments de leur abdomen. Ce système leur permet d'appeler leurs congénères, plus une feuille est intéressante, plus elles seront bruyantes ! C'est pour ces raisons que les meilleures feuilles sont les premières attaquées. Ces stridulations servent aussi à leur sauver la vie : par exemple, quand elles aménagent leur nid souterrain, les ouvrières sont confrontées à un risque permanent d'éboulement ! Les fourmis qui seraient alors enterrées vivantes vont produire un autre son... En frottant leur abdomen au sol, elles appellent à l'aide !

 

Ainsi, leur organisation extraordinaire pourrait paraître complexe, mais elle est pourtant très simple : les fourmis se contentent de suivre des règles simples liées aux phéromones, aux odeurs et aux sons. C'est cette intelligence dite "intelligence en essaim" qui permet la division du travail au sein de la colonie.

Que se passe-t-il l'hiver ?

Hibernation ou hivernation, ces termes ont un point commun, on les utilise pour définir l'état d'un animal pendant la période hivernale. Nous savons tous qu'un ours par exemple se retire l'hiver pour dormir dans sa cachette, mais est-il en hibernation comme le dit la croyance populaire ? Eh bien non ! L'ours hiverne, la différence avec l'hibernation c'est que l'animal somnole, son cerveau est tout à fait actif et il peut à tout moment se réveiller. Contrairement à l'hibernation où l'animal est léthargique (comme les hérissons ou encore les chauves-souris), seule la partie de son cerveau qui s'occupe des zones vitales est active. Autres différences : la température corporelle et le métabolisme des animaux, chez les hibernant leur température diminue atteignant presque 0°C et leur métabolisme peut baisser jusqu'à 98% (par exemple ils peuvent descendre leurs battements cardiaques à 3 battements par minute). Les hivernants eux ralentissent rarement leur métabolisme et diminuent très peu leur température, juste assez pour leur faire économiser de l'énergie

Schéma d'un type de fourmilière
Schéma d'un type de fourmilière

 

 

 

 

 

 

 

Ainsi les fourmis hivernent l'hiver ! Elles ne font donc pas de stock de nourriture contrairement à la fable de La Fontaine... Et c'est grâce à la température de la fourmilière qu'elles savent quand elles doivent se mettre en dormance. Pendant la saison estivale, la température peut atteindre plus de 20°C au-dessus de la température extérieure. Entre 20 et 25°C les fourmis sont en pleine activité mais c'est en descendant à des températures en dessous de 15°C, que l'activité ralentit jusqu'à ce que les fourmis se mettent en hivernation.

Symbiose entre fourmis et plantes

Orobanche giroflée, Orobanche caryophyllacea (INPN)
Orobanche giroflée, Orobanche caryophyllacea (INPN)

Avant d'aller plus loin, savez-vous ce qu'est une symbiose ? Oui ! Me direz-vous, mais saviez-vous que dans la nature, il existe plusieurs symbioses ? Et oui, il est possible de trouver des symbioses (la plus connue) entre deux espèces où l'un et l'autre des partenaires y trouve un ou plusieurs bénéfices (soit un échange de nourriture ou une défense contre des prédateurs, etc.), cette symbiose est une relation de mutualisme !

Ce qui est moins connu, ce sont les symbioses parasitaires... C'est-à-dire, comme pour une symbiose l'un des partenaires a besoin de l'autre pour survivre mais l'hôte ne retire aucun bénéfice et cette relation est même nocive pour lui... Par exemple, les Orobanches qui sont des plantes ne produisant pas de chlorophylle, les empêchant de faire de la photosynthèse, ont besoin de se "greffer" à une autre plante pour en retirer les nutriments nécessaires à sa survie. L'orobanche privant ainsi son hôte d'une partie ses nutriments, celui-ci ne peut subvenir à ses besoins et sa santé se dégrade petit à petit... Cette relation est donc de l'ordre du parasitisme.

Et enfin, nous avons une symbiose où il n'y a qu'un seul des deux partenaires qui en retire des bénéfices sans nuire ni favoriser l'autre, c'est ce qu'on appelle le commensalisme !

Revenons à nos fourmis ! Les plantes effectuant un mutualisme avec les fourmis sont appelées des plantes myrmécophiles : ces plantes offrent aux fourmis un logement naturel utilisé comme nid et souvent aussi comme nourriture sous des formes diverses (fruit, nectar, perlure...). En échange, les fourmis défendent la plante contre les défoliateurs (chenilles,...) et les épiphytes (lichens, champignons, donc les espèces qui grandissent sur les autres plantes mais sans en tirer leur nourriture...). Elles enrichissent la plante en azote par leurs déjections, par leurs déchets et leurs cadavres, elles élaguent les lianes et les mauvaises herbes et disséminent les graines.

 

La quasi-totalité des plantes myrmécophiles sont vivaces, c'est-à-dire que ces plantes vivent pendant plus de deux ans. De plus, elles sont presque toutes tropicales à l'exception d'un Acacia que l'on trouve au Texas.

Les jardins de fourmis de Guyane

Aechmea mertensii (INPN)
Aechmea mertensii (INPN)

 

Ces jardins sont une composition de plantes aériennes qui vivent accrochées dans les branches ! Celles-ci n'étant pas enracinées sont très bien adaptées à la sécheresse, leurs racines entrelacées forme une boule compacte. Prenons, par exemple la plante Aechmea mertensii, cette plante offre aux fourmis un abri pour toute la colonie, les scientifiques se sont aperçus que toutes les Aechmea sont colonisées par les fourmis d'espèces Pachycondyla goeldii. Mais le plus étonnant, c'est que les scientifiques se sont rendus compte que ce sont les fourmis qui sont à l'origine de cette association !

Mais alors... comment se forme cette association ?

 

Tout d'abord, le nid formé de débris de végétaux abrite une jeune reine, les premières ouvrières vont aller récolter des graines d'Aechmea qu'elles vont rapporter et poser au cœur des débris. Celles-ci vont germer et c'est en grandissant que les Aechmea vont enfoncer leurs racines à l'intérieur du nid ce qui apporte à la fourmilière plus de solidité.

Ces fourmis (Pachycondyla) sont de véritables carnassières, pourvues d'un dard à l'extrémité de leur abdomen, elles s'attaquent au moindre insecte s'approchant trop près de leur jardin, protégeant les plantes des possibles mangeurs de feuilles (défoliateur)... Les fourmis vont récolter continuellement des graines, faisant grossir leur jardin et par extension leur nid.

 

Des chercheurs du groupe du professeur Alain Dejean (spécialiste des fourmis tropicales), on tenté une expérience pour savoir si les fourmis Pachycondyla arrivaient à distinguer les graines qu'elles récoltaient. Ainsi, si l'on dispose différentes graines aériennes devant les fourmis, dont une graine d'Aechmea... Dès le début de l'expérience les fourmis vont directement prendre la graine d'Aechmea, délaissant totalement les autres !

 

Ainsi vous l'aurez compris, dans ce cas, les fourmis et les plantes sont un très bon exemple de symbiose mutualiste !

 

En définitif...

Dans le monde, nous retrouvons environ 15 000 espèces de fourmis et 216 espèces rien qu'en France ! Le fonctionnement de chaque colonie est similaire mais n'est pas utilisé de la même façon pour chaque espèce.

 

Effectivement, par exemple les fourmis légionnaires n'utilisent pas leurs soldats de la même façon, elles ne vont pas rester dans la fourmilière mais vont accompagner les ouvrières et les protéger à l'extérieur.

Les fourmis tisserandes grâce à de la soie que produisent leurs larves, elles vont construire leur nid en collant des feuilles entre elles... Elles utilisent donc leurs progénitures comme outil !

 

De même, nous avons vu qu'un type de symbiose pouvant être mis en place par les fourmis et les scientifiques font des découvertes encore jour après jour sur ce petit mais néanmoins grand monde de fourmis.

Leslie Changea