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Fourmis : accouplement et reproduction, le rôle de la gyne

Dossier - Fourmi : les secrets de la fourmilière
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Elles sont plusieurs millions de milliards et ont colonisé presque toutes les régions de la planète : les fourmis, avec leur organisation similaire aux sociétés humaines, montrent que l'union fait la force. Découvrez tous les secrets de ces insectes sociaux.

  
DossiersFourmi : les secrets de la fourmilière
 

La naissance d'une nouvelle société de fourmis est un processus complexe qui a subi de fortes pressions de l'évolution et présente de nombreuses variantes. On peut toutefois prendre pour modèle les espèces ne possédant qu'une seule reine fonctionnelle (au départ, la gyne) que l'on qualifie d'espèces monogynes.

Pseudomyrmex filiformis. © Insects Unlocked - CC BY-NC 2.0
Une jeune reine (gyne) de Formica truncorum juste avant l’envol nuptial. Elle perdra ses ailes après l’accouplement. © L. Sundström

Accouplement des fourmis : la période de l'essaimage

C'est le cas de notre fourmi des jardins, Lasius niger. Par une belle et chaude soirée d'été, sans vent, il n'est pas rare de voir tomber dans les verres et les assiettes d'un repas pris sur une terrasse de lourdes bestioles. Ce sont des reines de la fourmi des jardins surprises au milieu de la période la plus dangereuse de leur existence : l'essaimage. Ces reines sont ailées.

Contrairement à leurs ouvrières toujours aptères, les reines possèdent le plus souvent des ailes à l'issue de la métamorphose qui libère le jeune adulte. Ces jeunes reines vierges, on les appelle des gynes, stationnent plusieurs semaines dans leur nid de naissance au cours desquelles elles sont gavées par leurs ouvrières afin d'accumuler des réserves sous forme de lipides. Le jour de l'essaimage, elles sortent en masse des nids d'une région donnée et s'élancent dans les airs. Les mâles, bien plus petits et eux aussi ailés, en font autant. Si les conditions climatiques jouent sûrement un rôle dans la sortie synchronisée des gynes et des mâles d'un même territoire, on en ignore le mécanisme intime.

Selon les espèces, l'accouplement a lieu dans les airs ou au sol.

Accouplement d’une reine de Formica paralugubris après le vol nuptial. Le mâle à gauche va bientôt périr. La reine à droite va bientôt perdre ses ailes. © A. Maeder

On peut voir ainsi s'abattre des couples in copula. La femelle se dégage très vite et abandonne le mâle à son triste sort. Elle s'empresse de briser ses ailes à l'aide de ses pattes et, rendue ainsi plus agile, elle cherche au plus vite une fissure du sol où elle disparaît. Le vol nuptial suivi de la brève course sur le sol est une période très dangereuse car de nombreux prédateurs sont à l'affût : oiseaux, mais aussi lézards, araignées et surtout fourmis voisines. Le plus souvent l'accouplement a été unique, mais chez quelques espèces les gynes utilisent plusieurs mâles. Dans tous les cas la saison des amours est terminée et la jeune reine ne copulera plus jamais.

Enfermée dans ce qui est la première chambre du nid, la jeune reine va entreprendre une fondation indépendante.

La fondation indépendante chez la fourmi de feu Solenopsis invicta. La reine soigne elle-même le premier couvain. On voit des œufs, des larves et des nymphes dont certaines (les plus brunes) vont donner naissance aux premières ouvrières de la nouvelle société. © A. Thrun

Ponte des œufs et évolution dans le nid

Elle pond très vite ses premiers œufs qu'elle lèche soigneusement afin d'éviter qu'ils soient victimes de moisissures pathogènes car ils sont posés à même le sol. On estime que 1 à 5 % seulement des fondations iront à leur terme. Les œufs éclosent au bout d'une dizaine de jours, libérant les premières larves. Ces dernières sont nourries par une reine-mère qui au moins dans le cas de la fourmi des jardins ne sort plus de son nid. L'aliment trophallactique provient des réserves corporelles de la reine. En particulier, les muscles des ailes, désormais inutiles, sont métabolisés. Les nutriments s'additionnent à ceux provenant du corps gras abdominal et constituent le seul aliment permettant la croissance des larves jusqu'à leur métamorphose. Les premières ouvrières de la fourmi noire des jardins apparaissent en septembre. Elles sont de très petite taille car la reine fondatrice dispose de réserves alimentaires limitées. D'autre part, la fondatrice est pressée. Elle a tout intérêt à produire sa première descendance très vite de manière à ce que ses ouvrières occupent le terrain avant la progéniture des autres fondatrices car la concurrence est rude. Mieux vaut produire des petites ouvrières précocement que de plus grosses tardivement quand l'espace est occupé.

La fondation réussie, les premières ouvrières vont sortir du nid et ramener de la nourriture. Dès lors, la reine se consacrera exclusivement à sa fonction reproductrice. L'entretien des œufs, le nourrissage des larves seront assurés par ses filles.

Gynes et sociétés des fourmis

La fondation que l'on vient de décrire comporte de nombreuses variations. Les reines peuvent s'associer lors de l'élevage du premier couvain (les œufs et les larves) ce qui augmente les chances de réussite. Toutefois, après l'émergence des premières ouvrières, des combats opposent les reines entre elles si bien qu'une seule survit. C'est le retour à la monogynie.

Lasius niger, la fourmi des jardins. © Danièle Benucci / Flickr - Licence Creative Common (by-nc-sa 2.0)

Il arrive parfois que les gynes de certaines espèces ne puissent accumuler assez de réserves alimentaires pour fonder leur nouvelle société d'une manière autonome. De plus, ces femelles volent mal ou pas du tout. Le vol nuptial est réduit ou même absent. Les jeunes reines retombent alors au voisinage d'une fourmilière de leur espèce ou même s'y rendent à pied. Elles y pénètrent et feront élever leur progéniture par les ouvrières de la société d'accueil. Cette fondation dépendante, aboutit à multiplier le nombre de reines dans le nid qui devient ainsi polygyne.

Fondation dépendante et indépendante obéissent ainsi à deux stratégies différentes. Dans le premier cas, les sociétés disséminent à longue distance et colonisent de nouveaux territoires lointains. Mais l'entreprise est risquée et souvent tourne mal à cause des prédateurs et des pathogènes. La deuxième stratégie est plus sécurisante. La jeune reine échappe plus facilement à ses prédateurs, le vol nuptial étant de courte durée ou absent. La première génération d'ouvrières a toutes les chances de voir le jour grâce aux efforts des nourrices du nid d'accueil. Mais en contrepartie, l'espèce considérée peine à conquérir de nouveaux espaces. Elle ne peut que densifier un territoire déjà conquis.