Une étude de L’Université de New York décrit les changements comportementaux et physiologiques qui se produisent chez certaines fourmis après la mort de leur reine. Une espèce de fourmis sauteuses trouvée en Inde, Harpegnathos saltator, participe à des tournois de duel pour établir un nouveau leadership.

Les fourmis se frappent avec leurs antennes dans une série de combats qui peuvent durer des semaines. Mais la nouvelle étude révèle que même si les combats s’étendent sur des mois, le vainqueur peut être déterminé en seulement trois jours, en fonction des changements de comportement et de l’expression des gènes.

« Malgré les bouleversements sociaux prolongés dans les colonies de fourmis suite à la perte de la reine, les gagnants de ces tournois de duel sont rapidement déterminés », a déclaré le professeur Claude Desplan, co-auteur de l’étude.

« Nos résultats peuvent fournir des indices sur l’adaptabilité en matière de reproduction et de vieillissement, étant donné que les ouvrières qui gagnent le duel, ou « pseudoreines », acquièrent la capacité de pondre des œufs et vivent beaucoup plus longtemps que la fourmi ouvrière moyenne. Cela suggère que les changements environnementaux peuvent affecter considérablement la structure d’une société.

Les sociétés de fourmis ont une division du travail dans laquelle la reine est responsable de la reproduction et les ouvrières sont responsables de l’entretien de la colonie. Les ouvrières assument des tâches quotidiennes comme le nettoyage, les soins aux petits, la chasse pour se nourrir et la défense du nid.

Dans de nombreux cas, la colonie entière de fourmis s’effondre et meurt après la reine en raison d’un manque de reproduction. Cependant, les fourmis sauteuses indiennes traversent une période de troubles sociaux et de « changement de caste » après la perte de la reine.

Tant que la reine est encore en vie, elle sécrète des phéromones qui empêchent les ouvrières de pondre. Lorsque la reine meurt, les ouvrières ressentent le manque de phéromones et commencent à se battre pour la domination sociale.

« La plupart des ouvrières abandonnent rapidement le tournoi tandis que quelques ouvrières continuent le duel pendant des mois et deviennent des gamergates (pseudo reines) », expliquent les chercheurs.

Les fourmis qui tiennent bon au combat et deviennent des pseudo-reines acquièrent de nouveaux comportements et leur espérance de vie augmente considérablement, passant de sept mois à quatre ans. Les pseudo-reines commencent à pondre des œufs, ce qui permet à la colonie de survivre.

L’équipe de NYU a analysé les changements dans le comportement social et les changements qui l’accompagnent dans l’expression des gènes au cours des premières étapes de la transition de l’abeille ouvrière à la pseudo-reine.

L’étude a révélé que, trois jours seulement après le début du duel entre les fourmis sauteuses indiennes, les gagnants peuvent être prédits avec précision uniquement sur la base de leur comportement.

Les ouvrières qui sont finalement devenues des pseudo-reines se sont livrées à environ deux fois plus d’activités de duel au cours des cinq premiers jours. Pendant ce temps, les abeilles qui se battaient moins se remirent progressivement au nettoyage, à la chasse et à d’autres tâches d’abeilles ouvrières.

Selon le professeur Danny Reinberg, co-auteur de l’étude, les données comportementales et moléculaires – en particulier les changements dans l’expression des gènes dans le cerveau – montrent que de nouvelles pseudo-reines sont rapidement déterminées après que la structure sociale d’une colonie a été perturbée par la perte de la reine.

« Malgré le fait que les tournois de duel durent plusieurs semaines, nous avons pu anticiper quelles fourmis deviendraient des pseudo-reines en seulement trois jours », a déclaré Comzit Opachaloemphan, co-auteur principal de l’étude.

Les experts ont découvert que les premiers gènes à réagir à la perte de la reine se trouvaient dans le cerveau et que l’absence des phéromones de la reine déclenchait une série de changements comportementaux et physiologiques. En fin de compte, le cerveau est la force motrice derrière les duels et la détermination précoce des castes chez les fourmis, d’autres tissus s’inspirant du cerveau.

« Nous montrons que les changements moléculaires dans le cerveau servent de premiers prédicteurs de caste par rapport à d’autres tissus », ont écrit les chercheurs. « Ainsi, les données comportementales et moléculaires indiquent que malgré les bouleversements sociaux prolongés, le destin du gamergate est rapidement établi, suggérant un rétablissement robuste de la structure sociale. »

L’étude est publiée dans la revue Gènes et développement.