RFI - La petite fourmi de feu n`a pas peur du clonage

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Génétique
La petite fourmi de feu n’a pas peur du clonage
par Dom inique Raizon
Article publié le 18/11/2008 Dernière m ise à jour le 02/02/2009 à 16:00 TU
Wasmannia auropunctata est originaire d’Amérique centrale et du
Sud et, chez cette petite fourmi rouge, il suffit d’exister pour se
reproduire : des chercheurs du Fonds national de recherche
sientifique, de l’Institut national de la recherche agronomique, du
Centre national de la recherche scientifique, de l’Institut de
recherche pour le développement et de l'Université de Lausanne
ont mis en évidence un système de reproduction particulier et
unique dans le monde animal.
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Reines et mâles, les individus reproducteurs, sont issus d’une
reproduction par clonage tandis que les ouvrières, stériles, sont issues
d’une reproduction sexuée. Ces deux modes de reproduction permettent
aux mères de maximiser leur propre succès reproducteur tout en
bénéficiant d ela diversité génétique des ouvrières.
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Confrontation entre deux fourmis de feu.
(© Alex Wild 2007)
Wasmannia auropunctata, la petite fourmi de feu, figure parmi les 100
espèces animales et végétales les plus nuisibles. En activité de manière
ininterrompue, généraliste tant dans le choix de son habitat que dans celui
de son régime alimentaire, s’attaquant aussi bien aux fourmis qu'à la
faune arthropode en général et vertébrés, cette petite fourmi de feu,
appelée ainsi en raison de la sensation de brûlure provoquée par sa piqûre,
se reproduit inexorablement en adoptant toutes les stratégies possibles.
L’homme n’est pas prêt de se défaire de ce fléau écologique car l’espèce
colonise tous les territoires où elle est introduite : originaire d’Amérique
centrale et du Sud, on la retrouve le long de la ceinture tropicale du globe
et, notamment, en Afrique, aux Antilles, en Guyane, aux Galapagos et en
Polynésie française.
Biologiste de l'évolution, Denis Fournier, chercheur qualifié au Fonds de la
recherche scientifique (FRS - FNRS) s'intéresse plus particulièrement aux
invasions biologiques. En collaboration avec Arnaud Estoup, du Centre de
biologie et de gestion des populations à l’Institut national de la recherche
agronomique (Inra-Montpellier) et, Laurent Keller, de l'Université de
Lausanne, il a pris pour objet d'étude la petite fourmi de feu, pour
comprendre pourquoi et comment une espèce devient envahissante. Il
s’est intéressé en premier lieu à l'architecture génétique de populations
guyanaises Wasmannia auropunctata.
Un mode de reproduction unique dans le monde animal
Les chercheurs ont constaté que toutes les reines de la colonie avaient le
même patrimoine génétique, que ces reines avaient été fécondées par des
mâles qui, eux aussi, portaient tous le même patrimoine génétique, que
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les filles futures reines étaient identiques à leur mère et que les fils étaient
identiques à leur père.
Et c’est précisément cette dernière observation qui leur a paru
extraordinaire. Chez les fourmis, les mâles sont issus d'oeufs non
fécondés, haploïdes, pondus par la mère et qui par conséquent ne
contiennent que le patrimoine génétique de la mère. Chez la petite fourmi
de feu, au contraire, les oeufs haploïdes ne contiennent que le génome de
leur père. Les mâles de la petite fourmi de feu ont un père et pas de mère;
les reines ont une mère et pas de père.
(Crédit : Denis Fournier)
Denis Fournier explique que, en règle générale, chez les fourmis, comme
chez tous les hyménoptères sociaux (les abeilles, les guêpes et les
bourdons), les reines pondent deux types d’œufs : des œufs haploïdes,
non fécondés, qui ne contiennent par conséquent que le patrimoine
génétique de la mère (c’est une parthénogenèse arrhénotoque), et des
œufs fécondés, diploïdes qui contiennent pour moitié le patrimoine
génétique de la mère et pour l’autre moitié le patrimoine génétique du père.
Les œufs haploïdes donneront naissance à des mâles, alors que les œufs
diploïdes conduiront soit à la production de reines qui assurent la
reproduction, soit à la production d’ouvrières qui assurent les soins aux
jeunes.
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Le passage vers la voie royale ou vers la voie ouvrières est piloté par des
gènes qui sont eux-mêmes sous l’influence de facteurs environnementaux.
Par le déterminisme haplo-diploïde du sexe et par le déterminisme
trophique des castes, les mâles n’ont pas de père et leur unique moyen
pour transmettre leurs gènes à la génération suivante et via la production
de femelles reproductrices.
(Crédit : Denis Fournier)
Chez la petite fourmi de feu, en revanche, explique Denis Fournier, cela ne
se passe pas tout à fait de la même façon. Si les ouvrières sont
classiquement issues d’une reproduction sexuée, les reines, elles, sont
produites par clonalité et ne portent que le génome de leur mère. Même
chose pour les mâles qui sont également produits par clonalité mais qui
eux, ne portent que le génome de leur père. Les mâles de la petite fourmi
de feu ont un père mais pas de mère, et les reines ont une mère mais de
père.
A partir de cette observation, complète-t-il, les chercheurs ont émis deux
hypothèses : selon la première, le génome mâle aurait détruit l’ADN
femelle au moment où il a fécondé l’œuf femelle ; selon la seconde, le
génome mâle se serait installé dans un œuf vide d’ADN maternel. Ils ont
privilégié cette seconde hypothèse.
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Les ouvrières, issues de relations sexuées mais stériles
De l’union entre les reines et les mâles, naissent par ailleurs les fourmis
ouvrières qui, elles, sont stériles et qui ne peuvent donc pas transmettre le
génome de leur père, d’où une sorte de « cul-de-sac évolutif » pour les
mâles.
L’existence de cette reproduction clonale a des implications importantes
sur la variabilité génétique et l'évolution du génome : parce que les gènes
sont transmis uniquement entre individus du même sexe, la différenciation
génétique entre les génomes mâles et femelles peut persister et
s'accumuler jusqu'à atteindre une séparation complète des génomes
mâles et femelles.
Denis Fournier
« Sommes-nous en présence de deux espèces diversifiées ? A la fois oui et
non : les populations sexuées sont à l'origine des populations clonales.»
11/11/2008 par Dominique Raizon
L'utilisation sélective de ces deux modes de reproduction permet donc aux
reines de maximiser leur propre succès reproducteur tout en maintenant
une diversité génétique élevée parmi la force ouvrière, explique Denis
Fournier, laquelle nourrit, approvisionne et entretient les fourmis
reproductrices.
Denis Fournier
« En fait la petite fourmi ouvrière est dotée d'un large spectre génétique qui
favorise son adaptation à l'environnement, une vigueur hyb ride dont
b énéficient ses parents.»
11/11/2008 par Dominique Raizon
Denis Fournier d'ajouter que : « Les couples clonaux sont plus différents
que les couples sexués; par conséquent, les ouvrières issues de ces
couples clonaux portent plus de différences génétiques que les ouvrières
issues des couples sexués. Cette plus grande variabilité des caractères
génétiques pourrait avoir été retenue au cours de l'Evolution par le
processus de sélection naturelle chère à Charles Darwin, parce qu’elle
confère une plus large gamme d’adaptation à un nouvel environnement. »
Pour en savoir plus :
- Denis Fournier
PDFmyURL.com
- Fonds national de recherche scientifique (FNRS)
- Liste des espèces animales et végétales nuisibles
- Inra
- Cnrs
- Ird
- Alex Wild
- documentation pédagogique sur les fourmis
A Lire :
Le monde extraordinaire des fourmis, Luc Passera, 2008 (éd.Fayard,
Paris, France)
La vie des fourmis, Laurent Keller et Elizabeth Gordon, 2006 (éd.Odile
Jacob, Paris, France)
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