Les fourmis sont une famille d'insectes (Formicidae) qui, avec les abeilles et les guêpes, forment l'ordre des Hyménoptères (Hymenoptera). A ce jour, plus de 22 000 espèces ont été recensées -dont 13 800 décrites- et on estime qu'elles représentent jusqu'à 25 % de la biomasse terrestre d'origine animale. Vous voulez en savoir plus sur le comportement des fourmis ?
Ces invertébrés se distinguent par leur eusocialité inhabituelle et la formation de superorganismes, c'est-à-dire qu'ils sont capables de créer des structures complexes qui vont bien au-delà de la somme de chacun de leurs membres. Sans aucun doute, les hyménoptères représentent une stratégie évolutive fascinante et nous avons encore beaucoup à apprendre à leur sujet.
Caractéristiques des fourmis
Les fourmis sont des Hyménoptères, mais elles appartiennent aussi à la classe des Insectes. En tant qu'insectes qu'ils sont, ils ont une série de caractéristiques partagées avec les sauterelles, les coléoptères, les mantes et autres, comme un corps divisé en une tête, un thorax et un abdomen, 6 extrémités et la présence d'antennes céphaliques très notables.
Comme les autres insectes, les fourmis possèdent un exosquelette qui les protège de l'environnement, en l'occurrence composé d'une épicuticule et d'une procuticule chitineuse. De plus, il convient de noter qu'ils n'ont pas de poumons ni de voies respiratoires à utiliser, mais l'oxygène pénètre dans leur corps par l'exosquelette à travers des pores appelés spiracles.
Au niveau céphalique, ces invertébrés sont très développés. Ils ont une paire d'yeux composés latéralisés, 3 ocelles sur le dessus de la tête - qui détectent les niveaux de lumière et la polarisation - et une paire d'antennes, capables d'enregistrer des produits chimiques, des courants d'air et des vibrations.Comme nous le verrons dans les lignes suivantes, ceux-ci sont essentiels dans la communication.
Le thorax ou mésosome contient les 6 membres moteurs et les ailes, présents chez les reines et les mâles au moment de la reproduction. D'autre part, l'abdomen ou métasome protège tous les organes vitaux de l'animal, y compris les systèmes reproducteur, respiratoire et excréteur. Fait intéressant, certaines espèces présentent des organes reproducteurs modifiés comme des dards.
Chaque espèce de fourmi présente ses propres caractéristiques, mais elles suivent toutes un plan corporel général commun.
Comportement des fourmis
Comme nous l'avons dit, il y a plus de 22 000 espèces de fourmis dans le monde. Établir des généralités dans un taxon aussi vaste est une tâche ardue, mais l'existence d'ancêtres communs et la convergence évolutive ont rendu certains traits applicables à presque tous les formicidés.Voici quelques exemples :
- Le comportement des fourmis est régi par des mécanismes de sélection de parenté.
- Il existe une compétition entre individus d'une même espèce et population, entre populations (colonies) et entre espèces.
- Les colonies montrent des hiérarchies dans les processus de contrôle des colonies. La concurrence des membres d'une même colonie façonne la dynamique communautaire.
- Les colonies sont différenciées en castes, généralement des ouvriers, des soldats, des reines et des hommes.
- Les races ont été façonnées par la sélection naturelle pour maximiser la forme physique de l'ensemble de la colonie, et non des individus individuels.
Outre la dynamique des colonies, les fourmis ont souvent des relations obligées avec certaines espèces de plantes et d'invertébrés. Ils sont essentiels au maintien des cycles biogéochimiques des sols, une excellente source de protéines pour diverses espèces, et jouent un rôle inégalé dans la dispersion des graines, entre autres.
Ensuite, nous explorons certains des comportements des fourmis. De la sélection des parents à l'eusocialité, ils ne vous laisseront pas indifférents.
Les castes dans la fourmilière
En général, on prétend que les fourmis divisent leurs colonies en castes, bien que cette ligne devienne un peu floue chez certaines espèces. Dans tous les cas, les organisations sociales suivantes peuvent être citées dans la fourmilière :
- Reina : c'est le pilier de la colonie, le "cœur" et le "cerveau" à la fois. Lorsque la reine se reproduit avec un mâle ailé, elle s'enterre et commence à pondre des œufs, qui correspondront à de futures ouvrières. Une fourmi reine peut vivre jusqu'à 30 ans, selon l'espèce. Il est diploïde (2n), tout simplement, il a une « image génétique » complète.
- Ouvrier : les ouvriers sont les « mains » de la colonie. Ils vivent généralement de 1 à 3 ans et effectuent toutes les tâches de la fourmilière, de la construction de galeries à la recherche de nourriture.Selon des études, la différenciation de l'ouvrière à la reine pourrait dépendre de l'apport nutritionnel au stade larvaire. Ils sont aussi diploïdes (2n).
- Mâle : Les mâles sont des sacs de sperme avec des pattes, puisque leur seul but est de se reproduire et de mourir. Il convient de noter qu'il s'agit d'êtres vivants haploïdes (n), ce qui signifie qu'ils possèdent la moitié de l'information génétique des femelles et des ouvrières -un seul ensemble de chromosomes-
Cependant, cette règle ne s'applique pas à toutes les fourmis. Certaines espèces se caractérisent par la présentation d'organisations dans lesquelles tous les travailleurs sont potentiellement reproducteurs, mais un ou un groupe est sélectionné au-dessus des autres par des mécanismes de dominance (Gamergate). Diacamma rugosum en est un excellent exemple.
Les fourmis et la sélection des parents
Dit rapidement et simplement, la sélection de parenté ou kin selection tente d'expliquer "l' altruisme" dans le règne animal, c'est-à-dire pourquoi il existe des êtres vivants qui aident leurs proches même si cela implique un investissement énergétique considérable pour eux.Cette postulation est basée sur l'équation de Hamilton :
rB>C
(r) représente la relation génétique entre les deux composantes de la dynamique, (B) le bénéfice obtenu par la personne exécutant le comportement altruiste et (C) le coût reproductif que le comportement entraîne pour aider le bienfaiteur. En d'autres termes, plus la relation entre les animaux (r) est grande, plus il est probable qu'un individu de la colonie aide son parent ou « supérieur ».
Cette théorie peut également s'appliquer aux hyménoptères, en particulier aux fourmis. Les ouvrières « nient » leur capacité reproductive au profit de celle de la reine, puisqu'elle ressort « pour compte » à un niveau évolutif, puisqu'elles sont toutes très proches. Dans cette stratégie, la propagation des gènes communs entre les générations est favorisée par rapport à la reproduction individuelle.
Malgré l'intérêt de ces théories, tous les comportements des fourmis ne peuvent pas être expliqués par la sélection des parents. De nombreux professionnels discutent des applications aujourd'hui.
Le comportement des fourmis en tant qu'êtres eusociaux et coopératifs
Que ce soit par sélection de parenté ou par d'autres mécanismes, les fourmis sont un exemple clair d'eusocialité poussée à l'extrême. Dans ces communautés inséparables, les adultes appartiennent à 2 générations ou plus qui se chevauchent, s'occupent en coopération de leur progéniture, et la grande majorité des membres ne sont pas capables de se reproduire (ouvrières).
Dans ces colonies, la sélection naturelle n'agit pas sur l'individu, mais sur l'ensemble de la population, donc tous les membres coopèrent entre eux de manière extrême. Pour cette raison, si la hiérarchie ou la structure sociale est brisée, toute la fourmilière s'effondre. En d'autres termes, si la reine meurt, les ouvrières meurent avec elle, à l'exception des Gamergates mentionnés précédemment.
Dans la fourmilière, la vie de l'ouvrier n'a pas d'importance. Il est sacrifié sans problème s'il sauve les larves ou la reine.
Les fourmis comme superorganismes
Comme nous l'avons déjà dit, chaque fourmilière est un organisme complexe qui suppose quelque chose "au-delà" de la somme de toutes ses parties. Tous les superorganismes partagent les caractéristiques suivantes :
- Les composants de la colonie vivent dans une structure commune (fourmilière ou nid) qui assure la protection de la reine et des larves et permet l'apport de nourriture. La température et l'humidité des nids sont uniques pour chaque espèce et ses composants peuvent la moduler.
- La reine ou la mère est le "cœur" et le "cerveau" du superorganisme. Celui-ci peut vivre jusqu'à 100 fois plus longtemps que prévu pour sa taille et sa morphologie.
- Les membres de la colonie se partagent les fonctions. Certains d'entre eux s'occupent des larves, d'autres chassent, et d'autres construisent des galeries et gardent la fourmilière propre.
Toutes ces interactions complexes apportent une série d'avantages insondables. Les fourmis produisent plus de descendants que l'insecte moyen, vivent beaucoup plus longtemps en tant qu'unité biologique et sont capables de maintenir une certaine indépendance vis-à-vis de l'environnement extérieur.
Un exemple très clair de cette complexité unitaire est représenté par l'espèce Myrmecocystus mexicanus. Dans ces fourmilières, un groupe sélectionné d'ouvrières se nourrissent et remplissent leur gaster -partie bulbeuse du métasome- jusqu'aux limites physiologiques. Ils se suspendent alors au plafond d'une cellule de la fourmilière, s'immobilisent et agissent comme des réserves alimentaires vivantes.
Communication
Les fourmis cueilleurs parcourent des distances allant jusqu'à 200 mètres du nid. Grâce à leurs antennes, ils sont capables de détecter les phéromones émises par les autres membres de la colonie, et ainsi ils reviennent sains et saufs dans leur centre de population. Ces pistes sont également utiles pour marquer les sources de nourriture, les dangers, les autres colonies et bien plus encore.
Au-delà, certaines espèces diurnes des milieux arides -comme Cataglyphis bicolor- sont capables de s'orienter différemment. Comme l'indiquent les études, cette espèce présente une sorte de « podomètre » et les ouvrières comptent les pas qu'elles ont effectués depuis la fourmilière jusqu'à une destination précise.Ils prennent également comme références les objets de l'environnement et la position du Soleil.
Comportement alimentaire des fourmis
En général, on a généralement l'idée d'une fourmi récoltant des graines et des petits débris pour se nourrir, mais toutes les fourmis ne suivent pas cette stratégie. Certaines espèces se nourrissent de champignons qu'elles cultivent dans leurs fourmilières (Acromyrmex) et d'autres sont des carnivores pratiquement stricts (Odontomachus, Harpegnathos et Myrmecia, entre autres).
L'exemple le plus clair de la stratégie prédatrice sont les pièges à mâchoires, en particulier ceux appartenant au genre Odontomachus. Ce groupe possède les deuxièmes appendices prédateurs les plus rapides du règne animal, car ils sont capables de fermer leurs mâchoires en 130 microsecondes en moyenne, comme l'indiquent des études. Couplé à leur dard capable de sécréter des toxines, cela les transforme en machines à tuer.
Enfin, nous ne pouvons pas oublier les fourmis du genre Myrmecia, également appelées fourmis taureaux dans leur aire de répartition (Australie).Les 93 espèces incluses dans ce taxon se distinguent par leurs mâchoires puissantes, leur excellent sens de la vue et leurs puissantes toxines. Bien qu'ils ne soient pas mortels pour l'homme, des décès dus à des chocs anaphylactiques ont été détectés.
La plupart des espèces de fourmis sont des charognards, des prédateurs généralistes ou de purs herbivores. Cependant, certains ont développé des stratégies d'alimentation très spécialisées.
Notes finales sur le comportement des fourmis
Comme vous l'avez peut-être vu, le monde des fourmis va bien au-delà de l'invasion d'un pique-nique au printemps ou en été. Certaines fourmis vivent dans les arbres et leurs larves génèrent de véritables peignes en toile (Polyrhachis dives), d'autres cultivent des champignons dont elles se nourrissent (Atta et Acromyrmex) et d'autres chassent inlassablement de grosses proies (Myrmecia).
Si quelque chose nous est clair après la lecture de ces lignes, c'est que les fourmis ont beaucoup à nous apprendre en termes d'évolution et de sociétés complexes. Sans aucun doute, ils sont l'exemple vivant que l'union fait la force.