Lorsque vous attrapez un rhume ou une grippe, vous pouvez choisir de garder vos distances avec les autres pour les soustraire à un destin similaire - et ces derniers pourraient à leur tour se tenir à distance de vous. Selon une nouvelle étude, les humains ne sont pas seuls dans leurs efforts pour séquestrer les malades. En présence d’agents pathogènes contagieux, les humbles fourmis de jardin peuvent également modifier leur comportement afin d’éloigner les créatures contaminées des autres membres de la colonie.
Les fourmis sont des créatures sociales. Ils vivent dans de grands groupes, communiquant et coopérant les uns avec les autres pour s'assurer que la colonie fonctionne comme il se doit. Comme elles sont souvent en contact étroit, les fourmis sont également vulnérables aux maladies contagieuses. Des études ont montré que les fourmis sont capables de lutter contre la maladie grâce à un certain nombre de mécanismes d'hygiène, tels que le ramassage des ordures et le corps des membres morts de la colonie de leurs nids. Les scientifiques soupçonnaient que les insectes pourraient également modifier leur comportement social afin de réduire la propagation des infections, mais cette hypothèse était, jusqu'à récemment, difficile à prouver.
«Les colonies de fourmis comptent des centaines d'individus», explique Nathalie Stroeymeyt, chercheuse postdoctorale à l'Université de Lausanne en Suisse, qui étudie le comportement collectif dans les colonies de fourmis. "Jusqu'à présent, il n'existait tout simplement pas la méthodologie technique pour mesurer leurs interactions au niveau de la colonie sur de longues périodes."
Heureusement, un système de suivi automatisé mis au point par des chercheurs suisses en 2013 a permis à Stroeymeyt et à ses collègues d'avoir un aperçu détaillé du comportement de 22 colonies de fourmis élevées en laboratoire lorsque la maladie se répand dans leur environnement. L'équipe a collé de minuscules codes-barres 2D sur le thorax des fourmis, ce qui a donné à chaque insecte un identifiant unique - «tout comme un code QR», explique Stroeymeyt. Une caméra placée au-dessus des enclos des fourmis prenait deux photos par seconde, et un algorithme détectait et enregistrait la position de chaque code à barres, donnant aux chercheurs une mine d'informations sur les mouvements des fourmis.
Pendant quatre jours, l’équipe a laissé les fourmis se dépêcher dans leur enclos. Comme pour les colonies à l'état sauvage, certaines fourmis travaillent à l'extérieur du nid pour chercher de la nourriture, tandis que d'autres, comme la reine et les «nourrices» qui s'occupent du couvain en développement, restent à l'intérieur du nid. Le cinquième jour, les chercheurs ont exposé au champignon Metarhizium brunneum, une bactérie fréquemment trouvée dans le sol des habitats de fourmis de jardinage, mais pas tous, parmi les butineuses de 11 colonies. Les plantes fourragères des 11 autres colonies ont été traitées avec une solution inoffensive pour servir de groupe témoin.
Fait crucial, des études antérieures ont montré que le champignon M. brunneum met au moins 24 heures pour infecter les fourmis, ce qui a donné aux chercheurs le temps d'observer les insectes avant qu'ils ne soient réellement malades.
«Nous voulions nous concentrer sur [cette] période… afin de pouvoir distinguer la réaction active des fourmis elles-mêmes des effets secondaires de la maladie ou de la manipulation de parasites», explique Stroeymeyt.
En écrivant dans la revue Science, les chercheurs ont révélé que, lorsque les fourrages ont été replacés dans leur enclos, les fourmis contaminées passaient plus de temps en dehors du nid, ce qui signifiait qu'elles avaient moins de contacts avec les membres les plus précieux de la colonie: la reine, qui pond tout. des œufs de la colonie et des ouvriers d'intérieur qui sont plus jeunes que les butineuses et ont donc plus d'heures pour contribuer à la colonie. (Les fourmis plus âgées sont chargées de travaux de recherche de nourriture à risque en dehors du nid parce que, comme Stroeymeyt le dit carrément, elles "mourront de toute façon.")
Mais l’essentiel de l’étude réside dans la découverte que les fourmis contaminées ne sont pas les seules à avoir changé leur comportement. Les butineuses n'ayant pas été exposées au champignon ont également augmenté le temps passé loin du nid. Et les infirmières à l'intérieur du nid ont déplacé les jeunes plus loin vers l'intérieur et ont passé plus de temps à se chevaucher, ce qui «pourrait être perçu comme un isolement spatial des fourrages», dit Stroeymeyt.
Comment la colonie a-t-elle appris à prendre des mesures préventives avant même que les spores fongiques n'infectent certains fourrages? Les chercheurs n'en sont pas certains, mais le sens de l'odorat des fourmis pourrait être la clé. Les fourmis reniflent avec leurs antennes, qui se touchent constamment et échantillonnent l'environnement des insectes. Selon Stroeymeyt, il est tout à fait possible qu'une fourmi soit capable de détecter un champignon en train de se purifier sur l'un des membres de sa colonie, aussi facilement qu'elle serait capable de sentir un agent pathogène sur son propre corps.
Pourquoi les fourrages non contaminés ont-ils également réduit le temps passé dans le nid est une autre question intéressante. En tant que première ligne de contact avec leurs collègues de travail qui vont bientôt être malades, ils ont peut-être en quelque sorte su qu'ils se tenaient à l'écart des membres importants de la colonie. Mais il est également possible que, ayant détecté des agents pathogènes chez leurs compagnons buteurs, ils aient simplement passé plus de temps à traiter les travailleurs contaminés à l'extérieur du nid. Les fourmis produisent de l'acide formique à travers une glande située à l'extrémité de leur gastrique ou de leur abdomen; ils peuvent tuer les spores de champignons les uns sur les autres en récupérant de l’acide formique dans la bouche et en léchant le corps de leurs compagnons chargés d’agents pathogènes.
Bien que les chercheurs aient enregistré moins d'interactions entre les butineuses et les travailleurs d'intérieur, les contacts n'ont pas complètement cessé - ce qui a conduit à une autre révélation intéressante. Lorsqu'ils ont utilisé des simulations pour modéliser la propagation des agents pathogènes fongiques dans la colonie malgré les changements survenus dans le réseau social des fourmis, les chercheurs ont découvert que la probabilité que la reine et les infirmières reçoivent une charge potentiellement fatale du champignon diminuait, mais la probabilité de ces fourmis importantes recevant une faible charge sont montées.
«Cela ressemble à la vaccination ou à la vaccination chez l'homme», explique Stroeymeyt. «Ces faibles doses n'entraînent pas de mortalité, mais permettent à la fourmi de développer une sorte de protection contre une exposition ultérieure au même agent pathogène. C'est aussi quelque chose de tout à fait nouveau.
À l'avenir, Stroeymeyt envisage d'étudier comment les agents pathogènes provoquent des changements sociaux dans les colonies de fourmis sauvages, qui peuvent atteindre plusieurs centaines de milliers; Elle soupçonne que la ségrégation entre les travailleurs d'intérieur et d'extérieur pourrait être encore plus prononcée dans ces grands groupes.
Megan Frederickson, professeure agrégée d'écologie et de biologie évolutive à l'Université de Toronto qui n'a pas participé à la nouvelle étude, qualifie les conclusions des chercheurs de "découvertes nouvelles et passionnantes" issues de "méthodes de pointe". Elle ajoute que Une technologie similaire pourrait aider les scientifiques à déterminer si les fourmis modifient également leurs réseaux sociaux pour se transmettre des microbes bénéfiques. Et Frederickson pense que "la portée [de l'étude] va même au-delà des fourmis".
«Je me demande, commente-t-elle, combien de fois d’autres animaux sociaux réorganisent leurs réseaux pour limiter la propagation de la maladie.
