Hydrocarbures cuticulaires

Alain Lenoir - Mis à jour le 15-Sep-2019 (article en cours de rédaction ..)

Hydrocarbure : composé organique constitué exclusivement d’atomes de carbone et d’hydrogène. Ce sont des composés issus des produits pétroliers et des cires de l'épicuticule des végétaux. Les alcanes sont des hydrocarbures produits aussi par des cyanobactéries marines en grande quantité, entre 300 et 800 millions de tonnes par an !! Penser à une récolte possible ? (Jonhson 2019).

On les trouve aussi sur la cuticule des arthropodes, et donc des fourmis. Ils servent essentiellement à protéger contre la dessication et permettent la reconnaissance coloniale (voir d'Ettorre et Lenoir 2010). Laurent Keller et une équipe japonaise ont découvert qu'une hormone peptidique, l'inotocine ("oxytocin-vasopressin like", vous connaissiez ?) est responsable du changement de comportement en fonction de l'âge. Le taux d'hormone augmente avec l'âge et quand elle atteint un certain seuil la fourmi devient pourvoyeuse. Avec l'âge, jusqu'à 7 mois, l'augmentation du taux d'hormone change la composition de la peau et la surface du corps devient plus résistante à la sécheresse en jouant sur la synthèse des hydrocarbures. Ce sont surtout les alcanes linéaires qui sont modifiés, ce qui correspond bien à une augmentation de la résistance de la cuticule à la sécheresse (Koto et al 2019, voir Coulon 2019, Meurisse 2019). Gros et beau travail ...

Pour les analyser on utilise la spectrométrie de masse. Rémy Chauvin en 1988 (Voir texte) était déjà admiratif de ces nouvelles technologies. Pour extraire les hydrocarbures il faut un solvent comme le pentane ou l'hexane et passer l'extrait dans un chromaographe en phase gazeuse couplé à un spectromètre de masse. Il existe une nouvelle méthode qui permet de distinguer les hydrocarbures (sans identication je crois), la spectroscopie photoacoustique à infrarouges (Antonialli et al. 2008a; 2008b) qui permet de séparer les profils des espèces, des colonies et des castes.

   

Les hydrocarbures sont saturés (alkanes, méthylalkanes) ou avoir des doubles liaisons (alcènes). Voir les différents types (Barbero 2016).

Avec électroantennographie on montre chez Camponotus floridanus la grande sensibilité aux divers hydrocarbures cuticulaires (Sharma et al. 2015).

Contrairement à ce que l'on pensait, les hydrocarbures saturés (alkanes C20 à C35) se retrouvent dans l'atmosphère sur les microparticules. Ils en ont mesuré en Inde de 50 à 850ng/m3 (Shivani et al 2018, Gadi et al 2019). On en retrouve aussi dans le sol de zones hyper polluées comme à Lacq.

Voir
- Antonialli, W. F., Jr., S. M. Lima, L. H. C. Andrade and Y. R. Suarez (2008a). Comparative study of the cuticular hydrocarbon in queens, workers and males of Ectatomma vizottoi (Hymenoptera, Formicidae) by Fourier transformation-infrared photoacoustic spectroscopy. Genet Mol Res 6: 492-499.
- Antonialli, W. F., Jr., Y. R. Suarez, T. Izida, L. H. C. Andrade and S. M. Lima (2008b). Intra- and interspecific variation of cuticular hydrocarbon composition in two Ectatomma species (Hymenoptera: Formicidae) based on Fourier transform infrared photoacoustic spectroscopy. Genet Mol Res 7(2): 559-566.
- Barbero, F. (2016). Cuticular Lipids as a Cross-Talk among Ants, Plants and Butterflies. International Journal of Molecular Sciences 17(12). 10.3390/ijms17121966

- Coulon, A. (2019) Le mécanisme de répartitions des tâches des fourmis découvert à l'UNIL. 6 mars 2019. Vidéo de 2 min sur le site de rts.ch. Pdf
- d'Ettorre, P. and A. Lenoir (2010). Nestmate recognition in ants. Ant Ecology. L. Lach, C. Parr and K. Abbott. Oxford, Oxford University Press: 194-209. Pdf
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Gadi, R., Shivani, S. K. Sharma and T. K. Mandal (2019). Source apportionment and health risk assessment of organic constituents in fine ambient aerosols (PM2.5): A complete year study over National Capital Region of India. Chemosphere 221: 583-596. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.01.067
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Jonhson, D. (2019). Du carburant venu des microbes. Courrier International 1496, 4-10 juillet 2019: p. 46.
- Koto, A., N. Motoyama, H. Tahara, S. McGregor, M. Moriyama, T. Okabe, M. Miura and L. Keller (2019). Oxytocin/vasopressin-like peptide inotocin regulates cuticular hydrocarbon synthesis and water balancing in ants. Proceedings of the National Academy of Sciences: 201817788. 10.1073/pnas.1817788116
- Meurisse, M. (2019). L'hormone qui durcit la carapace des fourmis. Le Monde Sciences & Médecine 13 mars 2019. Pdf
- Sharma, Kavita R., Brittany L. Enzmann, Y. Schmidt, D. Moore, Graeme R. Jones, J. Parker, Shelley L. Berger, D. Reinberg, Laurence J. Zwiebel, B. Breit, et al. (2015). Cuticular Hydrocarbon Pheromones for Social Behavior and Their Coding in the Ant Antenna. Cell Reports 12: 1261-1271. 10.1016/j.celrep.2015.07.031
- Shivani, R. Gadi, S. K. Sharma, T. K. Mandal, R. Kumar, S. Mona, S. Kumar and S. Kumar (2018). Levels and sources of organic compounds in fine ambient aerosols over National Capital Region of India. Environmental Science and Pollution Research. 10.1007/s11356-018-3044-5