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Les fourmis champignonnistes nous en apprennent beaucoup sur l'évolution

Les organismes croissent en complexité au fur et à mesure de leur évolution en intégrant une certaine sociabilité et même une eusocialité dans certains cas. Pour déterminer les avantages de cette complexité croissante, les chercheurs ont rendu la vie de ces fourmis champignonnistes plus difficile.
Les fourmis champignonnistes nous en apprennent beaucoup sur l'évolution
La vie a toujours évolué vers une plus grande complexité, une plus grande taille et le regroupement d'entités formant des collectifs (par exemple les cellules dans un organisme multicellulaire, des individus dans une société eusociale, des espèces par mutualisme obligatoire). Les fourmis champignonnistes ont commencé à cultiver des champignons il y a près de 50 millions d'années, elles ont depuis évolué en plus de 230 espèces communes dans les régions tropicales du Nouveau Monde.

L'initiative INSEAME (Integrating social evolution and metabolic ecology), financée par l'UE, voulait décrypter les mécanismes responsables de l'évolution des sociétés de fourmis champignonnistes. Les chercheurs ont mesuré l'efficacité de la production agricole de ces sociétés de fourmis en fonction de la croissance de la colonie.

Pour mieux comprendre ces sociétés de fourmis, les partenaires du projet ont choisi la fourmi champignonniste attine (du genre Atta) comme modèle. Ils se sont appuyés sur les lois de la proportionnalité pour calculer l'efficacité énergétique obtenue par les fourmis en débutant la culture des champignons, il y a 50 millions d'années.

Dans une série d'expériences, l'équipe a étudié les besoins en ressources tant pour les fourmis que pour les différents cultivars de champignons. Ils ont ainsi mesuré les besoins nutritionnels des fourmis et des cultivars de champignons et pas seulement les besoins en énergie.

Ces travaux ont révélé de très nombreux parallèles entre nos fourmis champignonnistes et l'agriculture humaine. Les chercheurs ont ainsi montré que, comme dans l'agriculture humaine, les colonies de fourmis étaient confrontées à certaines contraintes de rendement liées au métabolisme des champignons. Ils ont observé que les espèces cultivant de plus grandes colonies accroissaient leur efficacité, avec des cultures de champignons plus grandes perdant moins d'énergie par respiration métabolique.

Ces recherches ont également montré que les colonies perdaient leur productivité lorsque la reproduction sexuelle des cultivars de champignons entrait en jeu. Ce résultat peut être mis en parallèle avec les premiers âges de l'agriculture lorsque l'homme devait cultiver des cultures peu spécialisées et faiblement productives.

Ces travaux démontrent ainsi les contraintes fondamentales qui découlent d'une domestication incomplète. Ils sont par conséquent de première importance pour ceux qui étudient les fourmis, l'évolution et la pensée systémique.

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Mots-clés

Fourmis, évolution, fourmis champignonnistes, champignons, INSEAME, société de fourmi, agriculture
Numéro d'enregistrement: 190756 / Dernière mise à jour le: 2016-12-20