Immunité et immunité sociale

Alain Lenoir mis à jour 27-Déc-2018

Immunité chez les fourmis
Les fourmis fourrageuses sont sujettes à des risques de blessure et d’infections. On peut s’attendre à ce qu’elles aient des défenses immunitaires plus fortes que les fourmis à l’intérieur du nid. En même temps elles sont plus âgées que les fourmis de l'intérieur du nid et leur perte est donc moins grave pour la colonie. On peut évaluer les défenses immunitaires en dosant l’activité de la phénoloxydase (PO). Cela a été fait chez Cataglyphis cursor : dans 3 colonies sur 4 il n’y avait pas de différences entre fourrageuses et ouvrières intra-nidales. Dans la 4ème colonie, globalement le niveau de PO était plus élevé, ce qui peut indiquer une colonie soumise à une stimulation immunitaire. Dans cette colonie les fourrageuses avaient moins de PO, donc cela irait dans le sens d’une possible baisse des capacités immunes avec l’âge, mais c'est à confirmer (Helft et al. 2012).

Les fourmis de feu Solenopsis invicta infectées avec le champignon pathogène Metarhizium anisopliae boivent plus de quinine (automédication - self medication) et reçoivent plus de trophallaxies (Qiu et al. 2016).

Les jeunes reines de Formica selysi préfèrent s'installer dans des sites contaminés par des champignons entomopathogènes communs du sol, Beauveria bassiana et Metarhizium brunneum. Cette préférence suggère soit que les parasites manipulent leurs hôtes, soit que la présence de ces pathogènes signifie que le site est bon (Brütsch et al. 2014).

Chez les abeilles la gelée royale qui est la nourriture de la reine sert aussi à l'immuniser. Elle contient des microbes qui sont transmis aux oeufs et les larves seront à leur tour immunisées (Dagan 2015)

Immunité sociale (voir Wikipédia)
On parle d'immunité sociale pour qualifier le fait que lorsqu'une communauté contient en son sein des individus ayant été exposés à un pathogène, cela diminue la susceptibilité de leurs congénères face à ce même pathogène. Cela a été montré par Sylvia Cremer en Autriche (Cremer et al 2007, Ugelvig and Cremer 2007). Les fourmis Lasius neglectus lèchent leurs congénères malades infectées avec du Beauveria et récupèrent des parasites, suffisamment pour développer leurs réactions immunitaires (Konrad et al. 2012; voir Abdun 2012 et Debroise 2012).
On peut même parler de "prophyllaxie sociale" selon Alain Fraval (2018) puisque les ouvrières de L. neglectus détectent les nymphes infectées par Metarhizium brunneum par leur cocktail d'hydrocarbures et vont ouvrir le cocon et l'asperger d'acide formique pour tuer la fourmi malade et éliminer le pathogène (Pull et al 2018, voir Tassard 2018). Dans une autre publication la même équipe montre que les fourmis réduisent les risques de sur-infection en comparant leur état à celui de la malade (Konrad et al 2018). Nathaniel Herzberg (2018) explique tout cela dans un article du Monde.

Encore du nouveau du côté de Lausanne ! Nathalie Stroeymyet dans l'équipe de Laurent Keller avec Sylvia Cremer en Autriche ont marqué individuellement les fourmis de 22 colonies de Lasius niger avec des tags (4266 fourmis marquées) qui permettent de les suivre. Des fourmis fourrageuses ont été exposées à un champignon pathogène Metarhizium brunneum. Les fourmis infectées ont réduit leurs déplacements à l'intérieur de la colonie et se sont de plus en plus isolées. Et ceci, avant même que le moindre symptôme de maladie n'apparaisse! «C'est comme si un humain se savait contaminé par une maladie contagieuse et qu'il évitait de la propager, même si elle ne l'a pas encore affecté», constate Laurent Keller. Plus étonnant encore, les fourragères saines se sont non seulement éloignées des contaminées mais ont également diminué leurs interactions avec l'intérieur de la fourmilière, comme si elles savaient qu'elles pouvaient être un vecteur potentiel de propagation de l'épidémie. «Le fait que des fourmis non exposées soient aussi capables d'adapter leur comportement à la présence d'un pathogène était inconnu jusqu'ici», se réjouit Nathalie Stroeymeyt, postdoctorante au Département et première auteure de l'étude parue jeudi dans «Science». Mais l'isolement des individus à risques n'a pas été la seule mesure de défense prise par la colonie. Celle-ci s'est mise à surprotéger ses individus les plus importants. La reine et les nourrices étaient encore moins exposées aux contacts que d'habitude. Une nouvelle expérience de survie, menée pendant 9 jours sur 11 nouvelles colonies a montré que la mortalité était beaucoup plus élevée chez les fourragères que chez les nourrices. Et aucune des reines n'a péri.

           

Nathalie Stroeymeyt dans la vidéo de Radio-canada : et la vidéo sur Youtube

Voir "Les fourmis aussi ont des arrêts-maladie", Par Jean-Luc Nothias, lefigaro.fr, 29/11/2018, Science et Avenir (Janv 2019). Ecouter France Inter 4 décembre 2018.

Chez Camponotus pensylvanicus l'immunité sociale est facilitée par les trophallaxies (Hamilton et al. 2011).

Le comportement nécrophorique ou les cimetières de fourmis ?
Le rejet des cadavres à l’extérieur du nid à distance est bien connu chez les fourmis (par exemple chez Lasius niger, Ataya et Lenoir 1984). Les anciens auteurs ont même décrit des cimetières avec des "funérailles". Chez L. niger il n'y a pas de cimetières, les cadavres sont simplement rejetés sur les tas de détritus dans les 48h qui suivent leur mort (Ataya, Lenoir 1984). Les Myrmica rejettent les cadavres le plus loin du nid, et il se confirme qu'il n'y a pas de cimetière (Diez et al. 2012).

Voir
- Abdun, E. (2012). Des fourmis exploitent le concept du .. vaccin. Science et Vie juin. p. 22.
- Ataya, H. and A. Lenoir (1984). Le comportement nécrophorique chez la fourmi
Lasius niger L. Insectes Sociaux 31: 20-33. Pdf
- Brütsch, T., A. Felden, A. Reber and M. Chapuisat (2014). Ant queens (Hymenoptera: Formicidae) are attracted to fungal pathogens during the initial stage of colony founding. Myrmecological News 20: 71-76.
- Cremer, S., S. O. Armitage and P. Schmid-Hempel (2007). Social immunity. Current Biology 17: R693-R702.
- Dagan, A. (2015). Le salut des abeilles pourrait venir de leur capacité à vacciner naturellement leurs petits. Science et Vie, octobre 2015, n°1177: p. 28. Pdf
- Debroise, A. (2012). IMMUNITÉ Les fourmis pratiquent la vaccination sociale. La Recherche 466, juillet-août 2012. Interview de Claudie Doums.
- Diez, L., J.-L. Deneubourg and C. Detrain (2012). Social prophylaxis through distant corpse removal in ants. Naturwissenschaften 99(10): 833-842. 10.1007/s00114-012-0965-6
- Fraval, A. (2018) Prophylaxie sociale. Opie-insectes. http://www7.inra.fr/opie-insectes/epingle18.htm
- Hamilton, C., B. T. Lejeune and R. B. Rosengaus (2011). Trophallaxis and prophyllaxis: social immunity in the carpenter ant
Camponotus pennsylvanicus. Biology letters 7: 89-92.
- 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
- Herzberg, N. (2018). L'art de protéger la colonie. Le Monde Science et Médecine, 14 mars 2018, n°300, p. 5. Pdf
- Konrad, M., M. L. Vyleta, F. J. Theis, M. Stock, S. Tragust, M. Klatt, V. Drescher, C. Marr, L. V. Ugelvig and S. Cremer (2012). Social Transfer of Pathogenic Fungus Promotes Active Immunisation in Ant Colonies. PLoS Biol 10(4): e1001300. 10.1371/journal.pbio.1001300
- Konrad, M., C. D. Pull, S. Metzler, K. Seif, E. Naderlinger, A. V. Grasse and S. Cremer (2018). Ants avoid superinfections by performing risk-adjusted sanitary care. Proceedings of the National Academy of Sciences 115(11): 2782-2787. 10.1073/pnas.1713501115
-
"Les fourmis aussi ont des arrêts-maladie", Par Jean-Luc Nothias, lefigaro.fr, 29/11/2018.
- Mulot, R. (2019). Afin d'éviter l'épidémie, les fourmis pratiquent la quarantaine. Science et Avenir n° 863, janvier 2019: p. 22. Pdf
- Pull, C. D., L. V. Ugelvig, F. Wiesenhofer, A. V. Grasse, S. Tragust, T. Schmitt, M. J. F. Brown and S. Cremer (2018). Destructive disinfection of infected brood prevents systemic disease spread in ant colonies. eLife 7: e32073. 10.7554/eLife.32073. Libre de droits
- Qiu, H.-L., L.-H. Lu, M. P. Zalucki and Y.-R. He (2016). Metarhizium anisopliae infection alters feeding and trophallactic behavior in the ant
Solenopsis invicta. Journal of Invertebrate Pathology 138: 24-29. http://dx.doi.org/10.1016/j.jip.2016.05.005
- Stroeymeyt, N., A. V. Grasse, A. Crespi, D. P. Mersch, S. Cremer and L. Keller (2018). Social network plasticity decreases disease transmission in a eusocial insect. Science 362(6417): 941-945. 10.1126/science.aat4793
et quelques uns des articles qui citent ce travail :
- Pralong, M. (2018) L'incroyable travail de fourmi des biologistes lausannois. lematin.ch, 23 novembre 2018, https://www.lematin.ch/sante/sciences/incroyable-travail-fourmi-biologistes-lausannois/story/21231517 (lematin.ch)
- et une belle perle : Les fourmis ont inventé le congé maladie bien avant l’homme ... (site web)
- Les fourmis peuvent nous apprendre comment éviter les épidémies (site web)
- Les fourmis malades prennent des “congés maladie” pour protéger la colonie (Sciencepost.fr)
- Les fourmis, ensemble pour faire face aux maladies (radio-canada.ca) avec une vidéo
- Jollien, N. (2018) Les fourmis savent éviter les épidémies. Letemps.ch, 22 novembre 2018 (letemps.ch) avec interview de Thibaud Monnin et Cédric Sueur. Pdf
- et bien sûr Le Monde du 28 novembre 2018 : Contre l'infection, les fourmis s'organisent. Pdf (avec la photodes fourmis taguées)


- Tassart, A.-S. (2018) VIDEO. En cas d'infection, ces fourmis se comportent comme les cellules du système immunitaire. sciensesetavenir.fr, 15 janvier 2018, p. https://www.sciencesetavenir.fr/animaux/insectes/en-cas-d-infection-ces-fourmis-se-comportent-comme-les-cellules-du-systeme-immunitaire_119826
- Ugelvig, L. V. and S. Cremer (2007). Social prophylaxis: group interaction promotes collective immunity in ant colonies. Current Biology 17: 1967-1971.
- Ugelvig, L. V. and S. Cremer (2012). Effects of social immunity and unicoloniality on host-parasite inetractions in invasive insect societies. Functional Ecology 26: 1300-1312.