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Les fourmis champignonnistes comme systèmes modèles

Les insectes sociaux sont d'excellents systèmes modèles pour étudier la symbiose, l'étroite relation à long terme entre différentes espèces. Une initiative financée par l'UE a examiné les bactéries dans les estomacs des fourmis attines, un composant inconnu de la symbiose entre les fourmis et les jardins à champignon qu'ils entretiennent pour leur alimentation.
Les fourmis champignonnistes comme systèmes modèles
Les fourmis attines sont utilisées par les scientifiques comme systèmes de modèle pour étudier comment les formes de (co-)évolution mutuelle obligent la coopération entre les espèces et régulent les conflits entre les membres de familles impliqués et entre les colonies et leur symbiotes fongiques. Néanmoins, peu de recherches ont été menées sur les micro-organismes présents dans l'estomac de cette famille de fourmis qui ont évolué il y a plus de 50 millions d'années. Leur alimentation pauvre en azote indique qu'elles disposent de symbiotes bactériens intestinaux pour conserver l'azote et renforcer leur efficacité nutritionnelle.

Financé par l'UE, le projet GUTS (Gut symbiomes of fungus-growing ants) a été établi pour identifier les symbiotes bactériens intestinaux dans les différentes genres et espèces des fourmis attines, y compris leur spécificité de tissus et leur fonction dans l'estomac, pour reconstruire la progression de la symbiose de l'agriculture de subsistance à petite échelle à l'agriculture pratiquement industrielle.

Une grande variété de techniques a été utilisée pour démontrer que la communauté du microbiote intestinal généralement démontrait les classes de bactéries d'alpha-protéobactéries et mollicutes et avec certaines souches dominantes. La présence de gènes nifH procaryotes dans l'estomac des fourmis a révélé que certains micro-organismes identifiés jouent un rôle dans la conservation de l'azote. Ce rôle a été confirmé en utilisant un anticorps spécifique de NifH, qui a démontré que l'iléon et les papilles rectales sont des compartiments de l'estomac où s'effectue la conservation de l'azote.

L'étude a également découvert que les bactéries intestinales étaient affectées par la présence/absence des actinobactéries productrices d'antibiotiques sur la cuticule des fourmis. Les espèces de fourmis sans bactéries cuticulaires semblent avoir une communauté bactérienne intestinale moins stable. Une autre étude a été effectuée sur le système de modèle Acromyrmex echinatior pour déterminer les connexions possibles entre les communautés bactériennes intestinales et la reconnaissance de l'espèce. Les chercheurs ont soumis 2 000 fourmis provenant de 4 colonies différentes à plusieurs alimentations, provoquant une perte rapide ou lente des bactéries intestinales des fourmis ou le renforcement de la diversité de ces communautés bactériennes intestinales. Des chercheurs ont ensuite conduit des tests d'agression entre les congénères d'un même nid et les «étrangers», ont obtenu des profils d'hydrocarbure cuticulaire et ont aussi analysé les profils de bactéries intestinales.

Les résultats de GUTS contribueront à combler l'écart entre la biologie moléculaire et évolutionnaire en répondant à des questions fondamentales concernant la symbiose dans un système modèle d'insectes.

Informations connexes

Mots-clés

Symbiose, fourmis attines, jardins à champignon, Alpha-Protéobacteries, mollicutes, gènes NifH, Acromyrmex echinatior
Numéro d'enregistrement: 182856 / Dernière mise à jour le: 2016-06-06
Domaine: Biologie, Médecine