Base génétique de l'organisation sociale des fourmis de feu
La transition des fourmis de feu, d'une colonie à une seule reine à une colonie multi-reines avec les changements comportementaux, physiologiques et morphologiques qui lui est associée, est liée principalement aux changements structurels significatifs d'un chromosome. En termes d'écologie, on connaît malheureusement assez mal les changements moléculaires à l'origine de ce processus. Le projet SOCIAL CHROMOSOME (Tracing the origin of a social chromosome in the red fire ant) a abordé cette question en séquençant le génome des fourmis de feu afin de déterminer les mécanismes moléculaires qui se cachent derrière le polymorphisme social. Les chercheurs ont découvert l'origine et l'évolution du chromosome social en combinant, via la technologie de la cartographie optique, analyses structurelles et analyses génétiques et génomiques. Les résultats ont ainsi permis de comparer directement les structures génomiques. Ils montrent que 3 espèces différentes de fourmis de feu socialement polymorphes partagent deux grandes inversions dans la variante non recombinante du supergène. Un supergène est un groupe de gènes proches sur un chromosome qui sont hérités ensemble en raison de leur lien génétique étroit et sont fonctionnellement liés d'un point de vue évolutif. La similitude entre espèces et variants du supergène en termes de présence ou d'absence de variants structurels suggère un ancêtre unique commun pour ce chromosome social. En s'appuyant sur la datation moléculaire, les chercheurs ont montré que la divergence entre les deux formes est estimée à environ un million d'années, plus ancienne que ce qu'on croyait auparavant. Les chercheurs ont également reséquencé le génome de 160 mâles haploïdes appartenant à tous les groupes phylogénétiques échantillonnés afin de créer un arbre phylogénétique pour chaque locus ou gène cible. Les résultats montrent une forte différenciation ainsi qu'une grande diversité génétique entre les variants non recombinants du supergène à travers les populations et les espèces. Ce degré surprenant de diversité et de différenciation indique la présence d'un taux élevé de conversion de gènes ou de recombinaisons cachées. Les travaux du projet SOCIAL CHROMOSOME nous permettent ainsi de mieux comprendre comment ces deux types d'organisation de colonies de fourmis de feu se sont formés. Ils auront également un impact majeur sur les recherches sur les variations structurelles du génome et présentent un intérêt particulier pour tous ceux qui travaillent sur des organismes non-modèles.
Mots‑clés
Fourmis de feu, organisation sociale, SOCIAL CHROMOSOME, génome, polymorphisme, super-gène
