Comment les fourmis font-elles pour être aussi fortes ? Connues pour leur capacité à rapporter à la colonie des aliments pesant plusieurs fois leur poids, ces petits insectes auraient gagné leurs muscles en échange de leur capacité à voler.

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En matièrematière de combat, les fourmis n'ont rien à envier à la prise puissante du scarabée rhinocérosrhinocéros. Travailleuse acharnée habituée à porter des charges lourdes à longueur de journée, la fourmi est un insecte bien plus costaud qu'il n'y paraît au premier coup d'œilœil. Mais, comme dans tout bon roman de fantasy ou film de super-héros, son pouvoir a un prix. Afin d'acquérir sa musculature légendaire, les scientifiques révèlent que la myrmicéenne créature a dû perdre une autre habileté : celle de voler.

Plus légères sans le vol

Des chercheurs issus de la Sorbonne, de l'institut des sciences d'Okinawa, et de la Technology Graduate University (OIST) se sont récemment penchés sur l'anatomie des fourmis ouvrières. Le vol est une compétence coûteuse, tant d'un point de vue évolutif que purement physiquephysique. Chez les insectesinsectes, les muscles dédiés au vol constituent parfois plus de la moitié du volumevolume du thoraxthorax, l'espace restant étant occupé par les muscles animant la tête, les pattes et l'abdomenabdomen. L'hypothèse de l'équipe est donc que sans le vol, ces muscles auraient bien plus d'espace pour se développer, augmentant par extension la force allouée aux différents segments du corps.

Découvrez comment les fourmis ont acquis leur musculature en abandonnant le vol. © OIST

« Les fourmisfourmis ouvrières ont évolué à partir d'insectes volants, précise le professeur Evan Economo, directeur de l'unité BiodiversitéBiodiversité et biocomplexité à l'OIST. Nous avons toujours supposé que la perte du vol avait participé à optimiser leur corps pour le travail au sol, mais nous avons beaucoup à apprendre sur la façon dont cet échange a eu lieu. » Bien que de nombreuses études aient été menées sur l'exosqueletteexosquelette des fourmis, les données sur ce qu'il se passe à l'intérieur sont maigres. À l'aide de la radiographieradiographie et de la modélisationmodélisation 3D, le groupe de recherche multidisciplinaire a pu capturer et analyser en détail les muscles et la structure interne de leur thorax. 

Les fourmis ouvrières auraient gagné leurs muscles puissants en perdant leur habileté à voler. © skeeze, Pixabay, CC0 Creative Commons
Les fourmis ouvrières auraient gagné leurs muscles puissants en perdant leur habileté à voler. © skeeze, Pixabay, CC0 Creative Commons

Plus fortes ensemble, et individuellement

Leurs résultats, publiés dans la revue Frontiers in Zoology, offrent une confirmation de l'hypothèse de départ, selon laquelle la perte du vol aurait permis au thorax de se réorganiser pour offrir de meilleures performances au sol. « Dans le thorax de la fourmi ouvrière, tout s'intègre magnifiquement à l'intérieur d'un espace minuscule », s'enthousiasmait feufeu le professeur Christian Peeters, auteur principal de l'article et jusqu'à peu professeur de recherche à l'université de la Sorbonne. « Les trois groupes musculaires ont tous pris du volume, ce qui donne aux fourmis ouvrières plus de force et de puissance. La géométrie des muscles du cou, qui soutiennent et déplacent la tête, a également changé. Et l'arrangement interne des muscles a été modifié. »

Des études menées chez les guêpes sans ailes racontent un tout autre développement. Alors que la fourmi doit collecter et transporter une grande quantité de nourriture pour la colonie, les guêpes consomment la nourriture qu'elles trouvent directement et ont donc moins besoin d'une musculature développée. « Nous nous intéressons à ce qui fait d'une fourmi une fourmi et à la compréhension des principales innovations qui sont à l'origine de leur succès, conclut le professeur Economo. Nous savons qu'un facteur est la structure sociale, mais leur force au niveau individuel est un autre facteur essentiel. »