Cataglyphis     

Alain Lenoir Mis à jour 23-Mai-2020

À partir de 1980 j’ai entrepris l’étude d’une nouvelle espèce, Cataglyphis cursor, pour aborder les problèmes de la reconnaissance coloniale. Mon attention avait été attirée sur cette fourmi par des articles de Henri Cagniant de Toulouse : cet auteur a en effet décrit chez cette espèce une reproduction par parthénogenèse thélytoque (production de femelles) donnant des reines par les ouvrières en l’absence de reine (Cagniant 1973, 1979, 1982). Il a été ensuite montré que les nouvelles reines sont aussi issues de parthénogénèse thélytoque de la part de la reine pondeuse (Pearcy et al 2004, un bel article dans Science, voir discussions de l'article). Nous avons montré chez C. cursor que les sociétés se reproduisent par bouturage, ce qui donne une structure génétique particulière dans un même habitat où des sociétés voisines peuvent être proches parentes (Lenoir et al 1988, 1990). Avec E. Nowbahari nous avons confirmé par les hydrocarbures cuticulaires qu'il y avait bien deux espèces : C. cursor à l'est du Rhône et C. piliscapus (= tibialis) à l'ouest du Rhône (Nowbahari et al 1990) comme l'avait dit Bondroit (1918). Il en est de même pour Cataglyphis iberica qui présente duex types de profils d'hydrocarbures selon Dahbi et al (1996) : Barcelone et Murcia. En fait celles de Murcia sont des Cataglyphis gedeai (de Haro et Collingwood 2003). Ceci a été confirmé avec la biologie moléculaire (Villalata et al 2018).

Voir plus sur les Cataglyphis, avec les travaux de Harkness (Harkness et Wehner 1977), de Rüdiger Wehner sur les fourmis des déserts, qui font l'objet de nombreuses recherches (Lenoir et al 2009, Wehner 2019 - bilan de 50 ans de travaux en Tunisie).

     

Voir Cataglyphis bombycina fourmi argentée du désert


Le comportement de secours.
Il y a aussi plus récemment les travaux d'Elise Nowbahari de Paris 13 sur le comportement de secours.

Appel sexuel et accouplements
Chez Cataglyphis cursor, les gynes sortent du nid et près de l’entrée du nid font un appel sexuel (Lenoir et al 1988). Les gynes vont s'accoupler en moyenne 10 fois (de 7 à 14 fois pour des reines collectées dans la nature), ce qui aboutit à de nombreux patrilines dans la colonie (Eyer et al 2013). Elles s’accouplent avec le premier mâle qui arrive, ce qui signifie qu’il n’y a pas de choix pré-copulatoire (Helft et al. 2016).

Orientation
Les Cataglyphis sont très étudiées pour leur sens de l'orientation, en effet elles ne font pas de pistes et utilisent des repères visuels, mais aussi comptent leurs pas. Cela a inspiré des roboticiens de l'université Aix-Marseille à construire un robot. Wehner en avait déjà construit en 2001 (Vrignaud 2001).

Apprentissage
Les fourmis du désert Cataglyphis fortis (Saharan desert ant, expériences en Tunisie) et Melophorus bagoti (Australian red honey ant) sont capables, pour éviter les pièges, de changer de trajectoire grâce à un mécanisme d’apprentissage aversif : en associant des repères visuels à des expériences négatives, elles mémorisent les traces d’un parcours potentiellement risqué. Les chercheurs ont placé sur leur route un puits aux parois glissantes avec pour seule issue une petite rampe de sortie masquée par des branchages. Lors de leur premier passage, toutes les fourmis foncent - à près d’1 m/s - vers le nid et tombent dans le piège. Mais rapidement, dès la course suivante, elles modifient leur comportement (Wystrach et al 2020, voir Agullo et Wystrach 2020, Epingle 1144).

Cataglyphis fortis :

 

Résistance à la chaleur
Les Cataglyphis sont capables de résister aux chaleurs les plus fortes grâce à des protéines de choc thermique "Heat shock Proteins" (Gehring et Wehner 1995) et à leurs poils (Shi et al 2015 avec R. Wehner, voir Le Monde 2015; Willot et al 2016 du groupe S. Aron)

Polygynie et cour royale
Il existe une cour royale autour des reines de Cataglyphis niger. Cette espèce d'Israël est originale puisqu'elle est supercoloniale et polygyne. Les fourmis qui forment la cour sont peu nombreuses, sans doute une forte spécialisation. Cependant il n'y a aucune proximité génétique entre la reine et sa cour.

En rouge les reines et leur cour en bleu :

Hybridogénèse
Chez Cataglyphis hispanica on trouve un système de reproduction très particulier l'hybridogénèse


Mes nids de Cataglyphis cursor au labo dans les années 80.. (Voir Ecrire la science)

La fourmi Cataglyphis est appelée voleuse de nourriture : "thief of melting pot" pour les anglais ou "Harami el Halla" en arabe (à vérifier), et encore "gentihomme anglais" en grec car elle court en plein soleil.

Voir
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Agullo, A. and A. Wystrach (2020) Chez les fourmis, l’aversion au risque est une stratégie de survie cnrs.fr, 9 avril 2020, p. http://www.cnrs.fr/fr/chez-les-fourmis-laversion-au-risque-est-une-strategie-de-survie. Pdf
- Lenoir, A., L. Querard, N. Pondicq and F. Berton (1988). Reproduction and dispersal in the ant Cataglyphis cursor (Hymenoptera, Formicidae). Psyche 95: 21-44. Pdf
- Lenoir, A., E. Nowbahari, L. Quérard, N. Pondicq and C. Delalande (1990). Habitat exploitation and intercolonial relationships in the ant Cataglyphis cursor (Hymenoptera: Formicidae). Acta Oecologica 11: 3-18. Pdf
- Le Monde (2015) Une fourmi saharienne au frais gâce à ses poils. Le Monde, 24 juin 2019, Pdf
- Lenoir, A., S. Aron, X. Cerdá and A. Hefetz (2009). Cataglyphis desert ants: a good model for evolutionary biology in the Darwin's anniversary year. Israel Journal of Entomology 39: 1-32. Pdf
- Nowbahari, E., A. Lenoir, J. L. Clément, C. Lange, A. G. Bagnères and C. Joulie (1990). Individual, geographical and experimental variation of cuticular hydrocarbons of the ant Cataglyphis cursor (Hymenoptera: Formicidae): their use in nest and subspecies recognition. Biochemical Systematics and Ecology 18: 63-74. Pdf
- Vrignaud, J.-P. (2001). Sa majesté la fourmi argentée. Paris Match, 5 juillet 2001, p. 88-97 (Interview de Rüdiger Wehner)

Cataglyphis dans les Actes des Colloques Insectes Sociaux
- Bernard, F. (1988 ). Recherches écologiques sur les fourmis du Sahara. Actes Coll. Insect. Soc. 4: 195-202. Pdf
- Bernard, F. (1984). Recherches sur les vitesses des fourmis. Actes Coll. Insect. Soc. 1: 151-160. Pdf
- Berton, F., A. Lenoir, A. M. Le Roux and G. Le Roux (1988 ). Reconnaissance et attractivité de la reine de Cataglyphis cursor (Hymenoptera, Formicidae). Actes Coll. Insect. Soc. 4: 273-282. Pdf
- Berton, F., A. Lenoir, A. M. Le Roux and G. Le Roux (1989). Attractivité de la reine homocoloniale Cataglyphis cursor Fonscolombe (Hymenoptera, Formicidae). Actes Coll. Insect. Soc. 5: 145-152. Pdf
- Berton, F., A. M. Le Roux, G. Le Roux and S. Barreau (1991). Pouvoir attractif d'une reine hétérocoloniale sur des ouvrières pourvoyeuses ou nourrices de Cataglyphis cursor (Hymenoptera: Formicidae). Effet de l'orphelinage. Actes Coll. Insect. Soc. 7: 165-172. Pdf
- Cagniant, H. (1982). Etude de la descendance des différentes catégories d'ouvrières chez la fourmi Cataglyphis cursor Fonscolombe (Hyménoptères - Formicidae). Communication dans les Sociétés d'Insectes, Barcelone: 57-63. Pdf
- Harkness, M. and R. Harkness (1990). Un comportement étrange chez la fourmi Cataglyphis bicolor : « vagabondage ». Actes Coll. Insect. Soc. 6: 115-118. Pdf
- Wehner, R. (1993). Les yeux "boussole": un instrument de navigation des insectes sociaux. Actes Coll. Insect. Soc. 8: 1-8. Pdf

Publications
- Bondroit, J. (1918). Les fourmis de France et de Belgique. Annales de la Société Entomologique de France 87: 1-174.
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Brodetzki, T. R., G. Brodetzki, O. Feinerman and A. Hefetz (2019). Worker demography and behavior in a supercolonial ant colony: The case of the desert ant Cataglyphis niger. Ethology in press(0). 10.1111/eth.12960
- Cagniant, H. (1973). Apparition d'ouvrières à partir d'oeufs pondus par des ouvrières chez la fourmi Cataglyphis cursor Fonscolombe (Hymenopteres, Formicidae). Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Paris, sér. D 277: 2197-2198
- Cagniant, H. (1979). La parthénogenèse thélytoque et arrhénotoque chez la fourmi Cataglyphis cursor Fonsc. (Hym., Form.). Cycle biologique en élevage des colonies avec reine et des colonies sans reine. Insectes Sociaux 26: 51-60.
- de Haro, A. and C. A. Collingwood (2003). Cataglyphis gadeai sp. nov. (Hym. Formicidae), del grupo albicans de color negro del Cabo de Gata (Almería), SE de España. Orsis 18: 19-27.
- Eyer, P. A., J. Freyer and S. Aron (2013). Genetic polyethism in the polyandrous desert ant Cataglyphis cursor. Behavioral Ecology 24(1): 144-151. 10.1093/beheco/ars146
- Gehring, W. J. and R. Wehner (1995). Heat shock protein synthesis and thermotolerance in Cataglyphis, an ant from the Sahara desert. Proceeding of the National Academy of Science of USA 92: 2994-2998.
- Harkness, R. D. and R. Wehner (1977). Cataglyphis. Endeavour, n.s. 1: 115-121.
- Helft, F., C. Doums and T. Monnin (2016). No evidence of pre-copulatory mate choice by gynes in the facultatively parthenogenetic ant Cataglyphis cursor. Insectes Sociaux: 63, 199-201. 10.1007/s00040-015-0444-0
- Helft, F., C. Tirard and C. Doums (2012). Effects of division of labour on immunity in workers of the ant Cataglyphis cursor. Insectes Sociaux 59(3): 333-340. 10.1007/s00040-012-0225-y
- Pearcy, M., S. Aron, C. Doums and L. Keller (2004). Conditional use of sex and parthenogenesis for worker and queen production in ants. Science 306: 1780-1783.
- Shi, N. N., C.-C. Tsai, F. Camino, G. D. Bernard, N. Yu and R. Wehner (2015). Keeping cool: Enhanced optical reflection and heat dissipation in silver ants. Science 349: 298-301. 10.1126/science.aab3564
- Villalta, I., F. Amor, J. A. Galarza, S. Dupont, P. Ortega, A. Hefetz, A. Dahbi, X. Cerdá and R. Boulay (2018). Origin and distribution of desert ants across the Gibraltar Straits. Molecular Phylogenetics and Evolution 118: 122-134. doi: https://doi.org/10.1016/j.ympev.2017.09.026.
- Wehner, R. (2019). The Cataglyphis Mahrèsienne: 50 years of Cataglyphis research at Mahrès. Journal of Comparative Physiology A. 10.1007/s00359-019-01333-5
- Willot, Q., P. Simonis, J.-P. Vigneron and S. Aron (2016). Total Internal Reflection Accounts for the Bright Color of the Saharan Silver Ant. PLoS ONE 11(4): e0152325. doi:10.1371/journal.pone.0152325
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Wystrach, A., C. Buehlmann, S. Schwarz, K. Cheng and P. Graham (2020). Rapid Aversive and Memory Trace Learning during Route Navigation in Desert Ants. Current Biology. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.02.082