Pourquoi une fourmi devient-elle une reine et une autre une ouvrière ?

Un seul gène pourrait permettre de comprendre l'apparition du système de castes chez ces insectes.

Dans la plupart des espèces de fourmis, la mobilité sociale est impossible. Les ouvrières sont stériles, beaucoup plus petites que les reines et les castes sont immuables: les reines pondent les œufs et les ouvrières se chargent de tout le reste, y compris du soin à apporter aux œufs et aux larves (le couvain). Mais quels sont les mécanismes moléculaires à l'origine de ces différences physiques et comportementales ?

Une équipe de scientifiques affiliés notamment à l'université Rockefeller, aux États-Unis et à l’université de Lausanne, en Suisse, vient d'identifier un gène intervenant dans la promotion et l'inhibition de la reproduction. Une découverte qui permet d'envisager un possible scénario évolutif à l'apparition de la division stricte du travail reproductif chez les fourmis contemporaines.

Ce gène, ILP2 (insulin-like peptide 2) code pour une «version fourmi» de l'insuline qui, comme son analogue humain, agit au carrefour de la régulation de la nutrition, de la reproduction et de la longévité. Un gène systématiquement plus actif dans les cerveaux des reines.

Fourmis républicaines

Les scientifiques ont choisi d'étudier ce gène qui déclenche la ponte chez la fourmi Ooceraea biroi, l'une des rares espèces de fourmis «républicaines» où toutes les fourmis alternent à un moment donné entre ponte et soins au couvain. Lors de la phase «ponte», ILP2 se déchaîne dans la cervelle des fourmis, mais il suffit d'ajouter des larves dans les parages pour qu'il se taise et fasse passer les insectes à la phase «élevage». De même, lorsque les chercheurs ont injecté un supplément d'insuline aux fourmis en phase «élevage», elles se sont remises à pondre.

Selon Daniel Kronauer, l'un des auteurs de l'étude, ces observations confirment le lien direct entre alimentation et reproduction. «Si les ressources nutritionnelles sont très basses, vous ne pouvez pas vous permettre de produire une descendance», résume-t-il.

En outre, cette étude appuie l'hypothèse selon laquelle les fourmis n'ont pas toujours été les espèces eusociales que nous connaissons aujourd'hui et qu'elles dérivent d'un ancêtre commun subsocial et solitaire. Chez cette proto-fourmi, certains individus avaient probablement davantage d'insuline que d'autres, ce qui leur permettaient d'ignorer la présence de larves et de continuer à pondre quand d'autres de leurs congénères, moins dotées en insuline, voyaient leurs ovaires se calmer en présence du couvain.

Une fois que vous avez ce genre d'asymétrie dans une colonie et que la colonie s'en tire bien, la sélection naturelle va creuser le hiatus», commente Kronauer. Jusqu'à ce que le fossé devienne infranchissable entre les ouvrières et les reines.