L'anatomie des fourmis

                         

Organes digestifs et excréteurs

Le sac infrabuccal est une poche peu dilatable, située entre l'hypopharinx et le labium, généralement présente aussi chez les larves. Elle retient des particules non ingéré par la fourmi, plus rarement elle sert de réserves pour des boulettes alimentaires. Le pharynx présente également des particularités propres au Formicinae. Les sclérites de l'hypopharinx permet aux muscles qui s'appuient sur eux, de faire effectuer aux pharynx des mouvements avant ou arrière. Les aliments commencent donc à être malaxé avant le gésier.

Le jabot , dilatation oesophagienne, est toujours placé dans le gastre, dont il fait plus de la moitié du volume chez les groupes supérieurs. Son rôle est essentiellement altruiste, car son contenu, liquide ou non, est régurgité aux autres adultes et aux larves, après aspiration vers l'avant grâce à la dilatation du pharynx. Le gastre des Dolichoderinae et Formicinae est souvent très dilatable par le liquide du jabot.

Le gésier est une boule très musclé, pouvant broyer des aliments et dont la lumière est en forme de croix. C'est un organe individualiste où l'insecte laisse passer une part d'aliment ; souvent faible, destinée à sa consommation personnelle.

Entre gésier et jabot les Formicidae évolués montre un organe de filtration constitué le plus fréquemment par quatre sépales sclérotisés pouvant par leur dilatation empêcher le contenu du jabot d'atteindre le gésier.

Après le gésier vient l'estomac digestif ou intestin moyen, qui est une boule ou un ovoïde plus petit que le jabot ; il semble que la digestion des fourmis soit rapide.

Au contact de l'intestin moyen et du rectum se placent quatre à vingt longs tubes de Malpighi , excréteurs. Ils doivent jouer aussi un rôle dans le cycle de l'eau chez les espèces des régions arides. L'intestin postérieur, non digestif est en fait un rectum et ne fonctionne pour évacuer que chez l'adulte, la larve ayant l'intestin moyen clos postérieurement : les excrétions n'en sortent qu'à la métamorphose. Mais les glandes rectales sont souvent déjà fonctionnelles chez la larve.

Glandes diverses

On connaît de nombreuses petites glandes. Chaque segment initial de l'embryon en possède au moins une paire (au minimum 14 ou 15 paires en tout).

• Glandes mandibulaires fournissent une sécrétion peu fluide, servant à ramollir les corps malaxé par la fourmi. Ce sont également les glandes responsables de l'alarme, chez beaucoup de fourmis.

Les sécrétions mandibulaires contiennent surtout du citronellol qui a un rôle défensif et un peu de citronellal qui est un déclencheur d'alarme.

• Glandes labiales : très volumineuse, s'étendant souvent dans le thorax. Leur canaux terminaux, soutenu par de la cuticule en hélice, se jettent dans une sorte de pipette, robinet saillant impair ouvert au dessus de la langue. La salive larvaire et adulte joue un rôle essentiel dans la trophallaxie, contribue à ramollir les aliments, et commence la digestion des hydrates de carbone. Celle des larves âgées donne la soie (acides aminés) du cocon chez les genres qui en ont un.

• Glandes métathoraciques : spéciale aux Fourmis, se déverse près de la base de chaque pattes postérieurs. Leur produit, souvent odorant, contribue sans doute au repérage ou à la défense des individus.

• Glandes rectales : parfois volumineuse chez les espèces de climat arides, joue un rôle dans la rétention de l'eau des excréta.

• Glandes Anales : très importante chez l'adulte par leur sécrétion malodorante, surtout défensive. Les fourmis inférieures élaborent ainsi des esters volatiles : l'odeur de cadavre de certains Ponerinae, l'odeur de beurre rance (Esters butyriques) des Tapinoma en sont des exemples. L'acide formique, qui tire son nom des fourmis, est surtout produit par le genre Formica, qui peut le projeter à plusieurs centimètres par compression des glandes. On se demande comment les cellules de ces insectes peuvent supporter une pareille acidité ! la sécrétion contient de 41 à 54 % d'acide formique pur, selon les espèces. Chez Tapinoma et d'autres genres, la sécrétion anale, très volatile, se pulvérise sur des peignes à la sortie des glandes, d'où évaporation très accrue.

• Glandes Venimeuses : analogue à celle des guêpes. Les Ponerinae et Myrmica piquent fréquemment. Chez les autres Myrmicinae, venin peu actif, enfin Dolichoderinae et Formicinae n'ont plus d'aiguillon mais souvent des glandes et un coussinet à venin.

• Les glandes pygidiale : Les sécrétions volatiles de la glande pygidiale chez les Pheidole biconstricta se comporte comme une allomone défensive face aux Solenopsis qui s'éloignent.

Le contenu de la glande pygidiale peut aussi agir comme une phéromone d'alarme classique : Elle alerte les congénères. En sa présence, les Pheidole augmentent leur vitesse de locomotion et évitent de s'approcher de la source

• La glande de Dufour ou alcaline : ventrale, qui débouche à la base de l'appareil vulnérant. Elle a un rôle actif chez les Formicinae esclavagistes qui ont leurs glandes mandibulaires réduites. Elle a un double rôle dans les raids de pillage : Elle excite et recrute les congénères esclavagistes mais disperse, dans un comportement de panique les ouvrières de l'espèce pillée. C'est également le " flacon à parfum " de la fourmi.

Le composé déposé sur le sol trace un rail odorant qui conduit généralement à une source de nourriture.

L'activité du composé a une durée de 100 secondes. Lorsqu'une fourmi se trouve face à une quantité importante de nourriture, elle sécrète un rail odorant, sur le chemin du retour, issu de la glande de Dufour, afin de mener ses congénères à cette source de nourriture.

Structure : La lumière de la glande est tapissée de cuticule, sous laquelle on observe une première couche de cellules sécrétrices de l'ectoderme, et dans laquelle s'insèrent des canalicules permettant l'évacuation du venin dans la lumière de la glande. A l'extrémité de chaque canalicule se trouve une cellule sécrétrice riche en microvillosités et en vésicules de tailles diverses.

• La glande à poison : dorsale, qui débouche dans un réservoir situé à la base de l'aiguillon. Elle renferme principalement l'acide formique qui déclenche un comportement d'alarme typique chez Formica Rufa : arrêt du déplacement, redressement des antennes qui balaient l'espace, ouverture des mandibules, reprise de la marche les antennes en avant, parfois attaque de l'intrus. La fourmi l'utilise pour tuer ses proies ou pour se défendre de ses ennemis. Chez d'autres espèces, elle sécrète un venin paralysant.

• Les Glande métapleurale : Elle sécrète des substances antiseptiques qui protègent la fourmi et son nid contre les attaques microbiennes.

• Les Glande prépharyngienne : Elle sécrète également des enzymes digestives

• Les Glande postpharyngienne : C'est le centre de fabrication et de stockage des graisses destinées à l'alimentation des larves

Système nerveux

Avant de s'étonner de la résistance des Insectes à la douleur, il ne faut pas oublier leur absence de sensibilité interne : les terminaisons nerveuses sont toutes cutanées, et la section d'un organe profond comme l'intestin ne doit nullement produire de douleur comme chez les Vertébrés. C'est ainsi qu'on voit des ouvrières mutilées (sans gastre par exemple) continuer de marcher normalement et donner à manger aux larves.

De plus le sang des insectes a un moindre rôle que le notre et ne sert pas à la respiration des tissus ; ce sont les trachées qui portent les stigmates et qui elles conduisent l'air jusqu'aux cellules sans que le sang n'est à intervenir. Ce n'est donc pas le sang qui distribue l'oxygène aux cellules. Une grosse mutilation laisse donc l'animal en vie plusieurs heures ou même d'avantage.

Les corps pédonculés, masse en champignon, situés dans la zone antérieure des ganglions cérébroïdes, à gauche et à droite. Ces corps seraient le siège de la mémoire et de la coordination des sensations de l'Insecte.

En effet, chez les Lasius , l'ouvrière a des corps pédonculés bien plus gros et complexes que ceux de la reine (qui a pourtant un volume céphalique 10 fois plus gros) et du mâle ; cela peut s'expliquer par le fait que l'ouvrière fait des actes plus variés et délicats que les femelles (traite des pucerons, élevage,…). C'est la même constatation chez Pheidole et Camponotus ou les ouvrières minor ont des corps pédonculés 2 à 3 fois plus gros que ceux des ouvrières majors ou soldats. Ici également, ce sont les ouvrières qui assurent les travaux délicats du nid.

Le cœur, en se contractant, fait gicler le sang d'arrière en avant vers le cerveau.

La Chaîne nerveuse est composée de trois ganglions thoraciques (un vers chaque paire de pattes) et de ganglions abdominaux.

Le cerveau des fourmis compte environ 500 000 neurones. Il est composé de trois parties : le protocérébron, le deutocérébron et le tritocérébron.

Dans le deutocérébron, on trouve les corps cellulaires des neurones innervant les antennes. Dans le protocérébron, il existe des structures qui permettent l'intégration des messages nerveux issus de la transduction des messages chimiques : il s'agit des corps pédonculés ou corpora pedunculata. Chaque corps pédonculé consiste en un ensemble de petits groupes de neurones, les glomérules. Ces glomérules constituent donc un site de transfert d'information entre les neurones sensoriels et les neurones afférents aux centres supérieurs.

Organes reproducteurs

Organes mâles

Les pièces copulatrices ont déjà été traité dans la partie morphologie. Chez les fourmis évoluées, les stipes ont tendance à se simplifier par soudure de leurs articles. Par contre, les pièces internes (volsella, sagitta) se compliquent en évoluant. Les testicules sont plutôt petits, et il faut plusieurs mâles pour fournir à une femelle sa provision de sperme pour des années.

Organes femelles des reines

Oviductes, utérus et poche copulatrice sont entourés de forts muscles transversaux, leurs contractions aident surtout à la ponte des œufs mais doivent aussi faciliter l'aspiration du sperme vers le réservoir.

Ce réceptacle est une assez grosse poche copulatrice arrondie annexée dorsalement à l'oviducte. A la sortie de cette poche est un gros muscle en forme de casque.

Le diamètre de cette poche copulatrice est assez proportionné à la fécondité moyenne de l'espèce.

Organes femelles des ouvrières et Fécondité

Il est rare que l'ouvrière soit complètement stérile, elle possède de chaque coté du gastre, au moins une gaine ovigère et plus souvent 2 à 3.

Par contre, une spermathèque est ici très rare ou incomplète. En fait, quand les ouvrières pondent, leurs œufs non fécondés, engendrent uniquement des mâles.

Chez quelques rares espèces, notamment les Lasius Niger, l'ouvrière peut engendre sans fécondation d'autres ouvrières ou reines.

L'ouvrière est féconde mais elle produit en majorité des mâles.