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Des fourmis transgéniques mettent en lumière leur puissant odorat

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Ooceraea Biroi. Source : Reddit.

Dans le cadre d’une étude, des chercheurs ont créé des fourmis transgéniques dont les antennes brillaient en vert sous un microscope. Ces manipulations ont permis d’observer la manière dont le cerveau de ces insectes traite les odeurs alarmantes. Les résultats identifient trois régions cérébrales uniques.

Les fourmis communiquent via de larges réseaux de phéromones et possèdent des systèmes olfactifs étendus et très complexes, avec des lobes antennaires dans le cerveau comprenant environ 500 glomérules. De fait, les chercheurs ont longtemps pensé que les odeurs pourraient activer des centaines de ces glomérules, ce qui poserait des défis pour le traitement des commandes supérieures. Une étude récente menée par une équipe de l’Université Rockefeller de New York suggère que les régions cérébrales impliquées sont en réalité plus concentrées.

Pour ces travaux, les scientifiques se sont intéressés aux fourmis Ooceraea biroi qui vivent essentiellement sous terre et sont aveugles. Ainsi, l’ensemble de leurs comportements est dicté par les odeurs et donc par des composés chimiques. En présence d’un danger, une fourmi libérera alors des phéromones d’alarme pour avertir ses compagnons. Les autres répondront à ce signal en ramassant les larves et en évacuant le nid.

Un codage précis

L’équipe a injecté aux œufs des insectes un vecteur porteur d’un gène pour une protéine fluorescente verte combiné à un gène exprimant une molécule indiquant l’activité du calcium dans le cerveau. Les chercheurs ont ensuite exposé treize de ces fourmis transgéniques à quatre phéromones d’alarme et examiné par imagerie comment elles traitent les signaux de danger.

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Une chrysalide de fourmi classique (à gauche) et une chrysalide transgénique (à droite) sous un microscope à fluorescence. Crédits : Nature

Les scientifiques ont alors été surpris de constater que les quatre phéromones activaient moins de six glomérules dans tout le cerveau, et non des dizaines, voire des centaines comme on le suggérait auparavant. L’un de ces glomérules s’est un peu plus illustré, répondant fortement à trois des quatre phéromones.

« Ces résultats démontrent que, plutôt que d’utiliser un codage combinatoire largement accordé, les fourmis utilisent un codage précis, étroitement accordé, et représentation stéréotypée des signaux de phéromone d’alarme », notent les auteurs.

La modification génétique des insectes aux systèmes sociaux complexes, comme les fourmis, est un domaine encore assez récent. Ainsi, ces nouveaux travaux amélioreront la compréhension de leur biologie, ce qui permettra notamment de mettre en lumière la manière dont certains gènes spécifiques affectent l’organisation de l’ensemble de leur société. Il serait notamment intéressant d’utiliser des outils transgéniques similaires chez d’autres fourmis pour identifier les récepteurs olfactifs qui répondent aux phéromones d’alarme. Ainsi, nous pourrions savoir si ces récepteurs sont conservés ou non entre différentes espèces.

Brice Louvet

Rédigé par Brice Louvet

Brice est un journaliste passionné de sciences. Ses domaines favoris : l'espace et la paléontologie. Il collabore avec Sciencepost depuis près d'une décennie, partageant avec vous les nouvelles découvertes et les dossiers les plus intéressants.