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Les stratégies sociales des fourmis Formica

Explorer les structures sociales complexes des fourmis Formica et le rôle des supergènes.

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Les fourmis sont des créatures fascinantes, connues pour leur succès et leur vie sociale complexe. Elles se regroupent en colonies qui peuvent aller d'un seul nid à plusieurs nids connectés. Certaines colonies ont une seule reine, tandis que d'autres en ont plusieurs. Cette diversité dans la structure sociale soulève des questions sur la façon dont les fourmis de différentes colonies interagissent et fonctionnent ensemble.

Stratégies sociales alternatives

Des recherches ont montré que les fourmis ont développé diverses stratégies sociales au fil du temps, et ces stratégies évoluent souvent de manière similaire. Par exemple, les fourmis peuvent s'adapter à leur environnement en changeant leur mode de vie en commun, ce qui conduit à différentes formes sociales. Des études récentes ont souligné que certaines de ces formes sociales sont liées à des traits génétiques spécifiques appelés Supergènes. Les supergènes peuvent porter certaines caractéristiques qui aident à déterminer comment une colonie fonctionne.

Le rôle des supergènes

Les supergènes sont des sections spéciales de l'ADN qui peuvent contrôler différents traits chez les fourmis, comme le nombre de reines dans une colonie. Ils permettent à des traits spécifiques d'être transmis ensemble, comme un paquet, ce qui peut aider à maintenir la structure sociale de la colonie. Dans certains cas, des traits bénéfiques sont conservés ensemble pour éviter de les mélanger avec des traits moins favorables.

Dans certaines espèces de fourmis, comme les Formica, des supergènes liés au nombre de reines ont été identifiés. Ces supergènes peuvent influencer si une colonie est dirigée par une seule reine ou par plusieurs, selon la composition génétique des individus dans cette colonie.

Stratégies sociales dans les fourmis Formica

Parmi les espèces de Formica, les chercheurs ont découvert que certaines peuvent avoir des stratégies sociales très différentes. Par exemple, le groupe Formica rufa comprend des espèces qui peuvent être monogynes (une reine) ou polygynes (plusieurs reines). Dans certains cas, ces espèces peuvent même former des Supercolonies, où plusieurs nids travaillent ensemble et partagent des ressources sur un large territoire.

Les supercolonies peuvent se former chez certaines espèces de Formica, où il y a des liens génétiques et un partage de ressources entre les nids voisins. Par exemple, Formica lugubris se caractérise par le fait d'être à la fois polygynes et capable de former des supercolonies. Dans les populations où cela se produit, les chercheurs ont remarqué que les ouvrières de ces nids ont tendance à coopérer davantage et montrent moins d'agression les unes envers les autres que dans d'autres types de colonies.

Diversité génétique et son importance

Pour comprendre les structures sociales de ces fourmis, les scientifiques collectent des échantillons de différentes colonies et analysent leur ADN. En examinant la composition génétique des ouvrières, les chercheurs peuvent déterminer l'organisation sociale des nids. Par exemple, si les ouvrières sont étroitement liées, cela suggère une colonie monogyne. En revanche, s'il y a plus de variation génétique, cela indique une configuration polygynes.

Dans les études sur Formica paralugubris, par exemple, les chercheurs ont trouvé que toutes les ouvrières échantillonnées appartenaient à des nids polygynes. Cependant, étonnamment, les ouvrières ne montraient aucune variation dans leur supergène lié au nombre de reines, car elles partageaient toutes le même trait génétique lié à une seule reine plutôt qu'à plusieurs reines.

Différentes formes sociales chez les fourmis

En examinant différentes espèces au sein du groupe Formica, comme Formica aquilonia et Formica truncorum, les chercheurs ont remarqué que les supercolonies avaient souvent des traits sociaux similaires. Beaucoup de ces espèces présentent du polymorphisme, ce qui signifie qu'elles peuvent passer d'une stratégie sociale à une autre en fonction des conditions environnementales. Certains nids étaient identifiés comme monogynes avec des traits polyandres, tandis que d'autres affichaient des comportements plus complexes associés à la supercolonialité.

Le plus intéressant ici, c'est que la supercolonialité et la Polygynie sont censées être liées, mais les découvertes suggèrent qu'elles peuvent aussi se produire indépendamment. Cela signifie que bien que de nombreux chercheurs croient que les supercolonies découlent de structures polygynes, les preuves commencent à montrer que la supercolonialité peut exister sans le haplotype P, qui est généralement associé à plusieurs reines.

Le mystère du haplotype P

Le haplotype P a été un sujet d'intérêt parmi les scientifiques étudiant les colonies de fourmis. Dans certaines études, les chercheurs l'ont trouvé présent dans certaines espèces mais absent dans d'autres, notamment dans des populations supercoloniales. Cela a soulevé des questions sur sa nécessité pour l'organisation sociale. Par exemple, Formica paralugubris a été identifiée comme polygynes même si toutes ses ouvrières partageaient le même haplotype M, montrant que des stratégies sociales diverses peuvent exister sans que le haplotype P soit présent.

De plus, l'absence de haplotypes P dans les populations supercoloniales de Formica aquilonia et la variation observée dans la présence de haplotypes parmi d'autres espèces apparentées ont conduit à des spéculations sur le rôle que ce trait génétique pourrait jouer dans les comportements sociaux des fourmis.

Découvertes de la recherche

Les découvertes récentes indiquent que la supercolonialité n'est pas déterminée par la présence du haplotype P. Cela montre une différence claire entre ce que les chercheurs croyaient auparavant et ce qu'ils découvrent actuellement. Les résultats indiquent que bien que le haplotype P soit lié à la polygynie et à la diversité sociale, ce n'est pas une exigence absolue pour établir la supercolonialité dans certaines espèces.

Les études suggèrent une compréhension plus riche de la façon dont les formes sociales peuvent changer et s'adapter en réponse aux conditions environnementales, repoussant les limites de notre compréhension du comportement des fourmis. Les chercheurs ont noté que les fourmis sont incroyablement adaptatives, et leurs structures sociales peuvent évoluer rapidement, ce qui signifie que notre compréhension de ces systèmes complexes continuera à se développer à mesure que de nouvelles informations apparaîtront.

Implications pour les recherches futures

La recherche sur les structures sociales des fourmis et la diversité génétique est toujours en cours, et de nombreuses questions demeurent. Par exemple, les scientifiques sont impatients de comprendre comment les facteurs environnementaux influencent l'organisation sociale des colonies de fourmis et si d'autres facteurs génétiques jouent un rôle dans la façon dont elles se comportent.

En continuant d'étudier ces systèmes sociaux fascinants, les chercheurs peuvent en apprendre davantage sur la façon dont les fourmis prospèrent dans divers habitats et comment elles réussissent à être aussi efficaces en tant que groupe. Comprendre les mécanismes derrière leurs comportements sociaux peut également fournir des perspectives sur des principes biologiques plus larges qui régissent l'organisation sociale chez d'autres espèces, y compris les humains.

Au fur et à mesure que la recherche progresse, nous pourrions trouver plus de liens entre la génétique et les structures sociales chez les fourmis, ce qui pourrait redéfinir notre compréhension de l'évolution du comportement social chez ces insectes remarquables.

En conclusion, l'étude des fourmis Formica et de leur organisation sociale met en lumière un jeu d'interactions complexe entre la génétique, l'environnement et le comportement. Cela ouvre de nouvelles avenues d'exploration et de compréhension sur la façon dont des systèmes sociaux complexes peuvent émerger et prospérer dans la nature. Ces petites créatures continuent d'offrir des aperçus significatifs sur la nature de la coopération et de la vie sociale, ce qui peut être pertinent dans de nombreux domaines biologiques.

Source originale

Titre: Unexpected absence of a multiple-queen supergene haplotype from supercolonial populations of Formica ants

Résumé: Ants exhibit many complex social organization strategies. One particularly elaborate strategy is supercoloniality, in which a colony consists of many interconnected nests (=polydomy) with many queens (=polygyny). In many species of Formica ants, an ancient queen number supergene determines whether a colony is monogyne (=headed by single queen) or polygyne. The presence of the rearranged P haplotype typically leads colonies to be polygyne. However, the presence and function of this supergene polymorphism have not been examined in supercolonial populations. Here, we use genomic data from species in the Formica rufa group to determine whether the P haplotype leads to supercoloniality. In a Formica paralugubris population, we find that nests are polygyne, despite the absence of the P haplotype in workers. We find spatial genetic ancestry patterns in nests consistent with supercolonial organization. Additionally, we find that the P haplotype is also absent in workers from supercolonial Formica aquilonia, and Formica aquilonia x polyctena hybrid populations, but is present in some Formica polyctena workers. We conclude that the P haplotype is not necessary for supercoloniality in the Formica rufa group, despite its longstanding association with non-supercolonial polygyny across the Formica genus.

Auteurs: Alan Brelsford, G. Lagunas-Robles, Z. Alam

Dernière mise à jour: 2024-09-19 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.15.613148

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.15.613148.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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