La fourmi-plante Corde noueuse a creux, tiges gonflées cette maison Allomerus octoarticulatus fourmi "gardes du corps" qui protègent la plante contre les herbivores. Crédit :G.A. Miller
Bien que vous ne considériez peut-être pas les fourmis comme de formidables gardes du corps, certains font un travail impressionnant en protégeant les plantes des ennemis. Maintenant, Des scientifiques de l'Université de Toronto (U de T) ont déterminé ce qui fait de certains gardes du corps de meilleurs que d'autres.
Examiner la relation entre la plante de la forêt amazonienne Corde noueuse au Pérou et la fourmi amazonienne Allomerus octoarticulatus , ils ont découvert que le degré auquel les fourmis expriment deux gènes a un impact significatif sur la protection qu'elles offrent à leurs hôtes.
La relation fourmi-plante est un exemple d'un phénomène naturel connu sous le nom de mutualisme, dans lequel deux espèces apparemment disparates interagissent d'une manière qui est mutuellement bénéfique pour les deux. Deux exemples courants de mutualismes sont la pollinisation et la dispersion des graines, les deux impliquent des plantes attirant des animaux qui rendent un service important en leur offrant une récompense alimentaire. Les caractéristiques des mutualismes, cependant, varient selon les animaux et les espèces.
« Environ 400 espèces de plantes tropicales ont développé des structures spécialisées appelées domatia pour abriter des colonies de fourmis qui les défendent, principalement contre les insectes herbivores, " a déclaré Megan Frederickson, professeur agrégé au Département d'écologie et de biologie évolutive de l'Université de Toronto et auteur principal d'une nouvelle étude publiée dans Actes de la Royal Society B . "Parce qu'il y en a beaucoup, de nombreuses fourmis arboricoles dans les forêts tropicales, les arbres tropicaux sont souvent complètement couverts de fourmis."
Des scientifiques de l'Université de Toronto ont donné un activateur d'enzyme à des fourmis présentes naturellement sur le terrain afin de déterminer comment il affecte le comportement des fourmis. Le gonflement sur ce Corde noueuse les succursales minuscules, Orange Allomerus octoarticulatus fourmis à l'intérieur. Crédit :G.A. Miller
Frederickson suggère que ces domaties qui donnent un foyer aux fourmis ont probablement évolué parce qu'elles attirent les fourmis qui éloignent les herbivores des plantes.
« La plante que nous avons étudiée est attaquée par les sauterelles, coléoptères, et chenilles, et bien que ces insectes soient petits, ils peuvent faire beaucoup de dégâts aux arbres, " dit-elle. " Et comme les fourmis mangent beaucoup d'insectes et autres arthropodes, ils réduisent la densité de ces herbivores sur les arbres."
Les chercheurs se sont concentrés sur deux gènes d'Allomerus octoarticulatus qui régulent le comportement de recherche de nourriture, sachant que la façon dont un animal recherche de la nourriture détermine souvent les avantages que reçoit son partenaire végétal. Travaillant sur le terrain en Amazonie péruvienne, ils ont nourri certaines colonies d'un produit chimique qui augmente l'activité des produits des gènes, et observé comment cela changeait le comportement des fourmis. Ils ont ensuite ramassé les fourmis et les ont ramenées à Toronto pour une analyse moléculaire.
La professeure agrégée Megan Frederickson de l'Université de Toronto observe des fourmis dans l'Amazonie péruvienne. Crédit :G.A. Miller
"Nous avons découvert que lorsque nous avons activé les produits de ces deux gènes de fourmis, plus de travailleurs ont été recrutés pour attaquer les herbivores, entraînant moins de dommages aux arbres, ", a déclaré Frederickson. "L'expression des gènes chez les fourmis ouvrières était également corrélée au fait qu'une colonie de fourmis ait découvert une sauterelle et à l'ampleur des dégâts infligés aux feuilles."
Les résultats suggèrent une base moléculaire pour la protection des plantes contre les fourmis dans ce mutualisme. Précédemment, On savait peu de choses sur les gènes ou les mécanismes moléculaires qui font de certaines fourmis de meilleurs gardes du corps que d'autres. Frederickson et ses collègues suggèrent que cette recherche pourrait un jour nous aider à comprendre ce qui fait de certains animaux de meilleurs pollinisateurs ou disperseurs de graines, bien qu'ils avertissent que les animaux génétiquement modifiés pour ces services écosystémiques pourraient avoir des conséquences imprévues.
Les résultats sont rapportés dans l'article "An ant-plant mutualism through the lens of cGMP-dependent kinase genes" dans le numéro du 13 septembre de Actes de la Royal Society B . La recherche est financée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) et l'Institut canadien de recherches avancées (ICRA).
