— Kevin Wells Photography / Shutterstock.com

Des chercheurs américains ont récemment découvert qu’une espèce de fourmi coupeuse de feuilles bien connue fabriquait sa propre armure en utilisant des biominéraux. Jusqu’à présent, une telle protection n’avait jamais été documentée chez un insecte.

Un atout essentiel pour l’espèce

Bien que les armures biominérales soient présentes dans le monde naturel chez les crustacés comme les homards ainsi que chez d’autres animaux marins (les épines des oursins contiennent par exemple du carbonate de calcium), cette spécificité n’avait encore jamais été trouvée chez un insecte. C’est désormais chose faite, grâce aux travaux de scientifiques de l’université du Wisconsin-Madison, qui ont réalisé cette découverte alors qu’ils étudiaient la relation entre l’espèce de fourmi Acromyrmex echinatior, un champignon et les bactéries productrices d’antibiotiques les aidant à protéger leurs cultures.

L’équipe a remarqué que les fourmis ouvrières les plus imposantes, appelées majors, possédaient un revêtement blanchâtre et granuleux, qui s’est avéré être une couche biominérale se développant au fil de la croissance des insectes, augmentant la dureté de leur exosquelette et recouvrant presque tout leur corps. Selon les scientifiques, cette armure inhabituelle se révèlerait essentielle pour Acromyrmex echinatior dans les guerres de territoire l’opposant à Atta cephalotes, autre espèce de fourmi champignonniste.

Dans le cadre de cette nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Communications, les chercheurs ont recréé ces batailles en laboratoire. « Lorsque les ouvrières majors Acro sont privées d’armure, les soldats Atta les taillent littéralement, et rapidement, en pièces », note Cameron Currie, co-auteur de l’étude. « À l’inverse, lorsqu’elles disposent de cette protection, elles gagnent presque systématiquement leurs batailles. »

Gros plan montrant le revêtement cuticulaire blanchâtre d’un spécimen d’Acromyrmex echinatior — © Hongjie Li et Al. / Nature Communications Creative Commons

Des colonies bien organisées

Les recherches menées suggèrent par ailleurs que l’utilité de cet exosquelette biominéralisé ne se limiterait pas aux luttes de territoire, puisque celui-ci contribuerait également à les protéger contre l’infection par le champignon pathogène Metarhizium anisopliae, qui pourrait autrement se propager rapidement dans leurs colonies denses.

On estime que les fourmis ont commencé à cultiver les champignons il y a environ 60 millions d’années en Amérique du Sud. Il y a environ 20 millions d’années, la pratique s’est « industrialisée », avec l’apparition d’espèces de fourmis coupeuses de feuilles comme Acromyrmex echinatior et Atta cephalotes, qui vivent en grandes colonies complexes et récoltent la végétation fraîche qu’elles utilisent pour leurs cultures.

Selon l’équipe, les colonies d’Acromyrmex echinatior peuvent être formées de centaines de milliers de fourmis ouvrières de tailles différentes. « Les fourmis les plus massives coupent et transportent les feuilles, tout en s’engageant dans des guerres de territoire avec d’autres fourmis, tandis que les plus petites s’occupent des cultures », explique Currie. « Les colonies d’Atta sont plus grandes, composées peut-être de millions de fourmis, avec jusqu’à sept tailles différentes d’ouvrières. »

Le rêvetement cristallin d’une cuticule de fourmi vu au microscope électronique — © Hongjie Li et Al. / Nature Communications Creative Commons

Une particularité existant probablement chez d’autres insectes

Les chercheurs ont découvert que l’armure d’Acromyrmex echinatior était fabriquée à partir d’une calcite à haute teneur en magnésium, ce qui constitue une forme rare de biominéralisation se traduisant par une robustesse accrue de l’exosquelette les aidant à broyer le calcaire. Cette particularité n’ayant été découverte que récemment chez une espèce de fourmi relativement bien étudiée, les chercheurs estiment que ce type de protection biominérale pourrait être plus répandu parmi les insectes.

« Mais il s’agirait probablement de biominéraux de calcite que l’on trouve plus fréquemment chez les animaux marins comme les homards, plutôt que de la calcite à forte teneur en magnésium que l’on retrouve dans les armures des fourmis ou les dents des oursins », note Currie. « Ces fourmis sont assez spéciales à bien des égards. »

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