Une espèce de fourmis trouvée en Europe du Sud est le premier animal découvert qui clone les mâles d’une autre espèce.
La reine de la même espèce de fourmi moissonneuse ibérique (Messor ibericus) a produit le Messor ibericus mâle poilu (à gauche) et le Messor structor mâle glabre (à droite), bien qu’ils appartiennent à des espèces distinctement apparentées. (Crédit photo : Jonathan Romiguier, Yannick Juvé et Laurent Soldati) Inscrivez-vous à notre newsletter
Les reines des fourmis moissonneuses de la péninsule ibérique produisent des clones mâles d’une espèce entièrement différente, bouleversant ainsi les règles de la biologie reproductive et suggérant que nous devons reconsidérer notre compréhension des barrières d’espèces.
Les ouvrières des colonies de fourmis moissonneuses ibériques (Messor ibericus) sont toutes hybrides, les reines ayant besoin de s’accoupler avec des mâles d’une espèce distinctement apparentée, Messor structor, pour assurer le bon fonctionnement de la colonie. Cependant, les chercheurs ont découvert que certaines populations de fourmis moissonneuses ibériques n’ont pas de colonies de M. structor à proximité.
“Nous avons dû faire face aux faits et essayer de voir s’il y avait quelque chose de spécial au sein des colonies de Messor ibericus”, a dit Romiguier.
Pour résoudre ce paradoxe, Romiguier et son équipe ont découvert que les reines des fourmis moissonneuses ibériques pondent également des œufs contenant des mâles de M. structor, ces mâles finissant par être les géniteurs des ouvrières. Cette découverte, publiée le 3 septembre dans la revue Nature, est la première fois qu’un animal est enregistré comme produisant une descendance d’une autre espèce dans le cadre de son cycle de vie normal.
“Au début, c’était un peu une blague dans l’équipe”, a dit Romiguier. “Mais plus nous obtenions de résultats, plus cela devenait une hypothèse et non plus une blague.”
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Les fourmis sont des insectes eusociaux, ce qui signifie que leurs colonies forment des super-organismes coopératifs composés principalement de femelles infertiles, appelées ouvrières, et d’un petit nombre de femelles reproductrices, appelées reines. Les mâles n’existent que pour fertiliser les reines lors de leur vol nuptial et meurent peu après.
Les reines ne s’accouplent qu’une seule fois dans leur vie et stockent le sperme de cette rencontre dans un organe spécial. Elle utilise ensuite ce réservoir de sperme pour pondre de nouveaux œufs contenant l’un des trois types de descendants : des reines, des ouvrières ou des mâles.
Cependant, les fourmis moissonneuses ibériques s’accouplant avec des mâles de leur propre espèce ne peuvent produire que de nouvelles reines. On pense que cela résulte de gènes de reine égoïstes, où l’ADN du M. ibericus mâle garantit sa survie à travers les générations en orientant les larves vers la production de reines fertiles plutôt que d’ouvrières infertiles, ce qui est connu sous le nom de “tricheuses royales”.
Ces deux fourmis partagent le même ADN mitochondrial mais un ADN nucléaire différent. (Crédit photo : Jonathan Romiguier, Yannick Juvé et Laurent Soldati)
Pour éviter cela, les reines doivent utiliser le sperme des mâles M. structor pour produire leurs ouvrières.
C’est pourquoi la présence de colonies isolées et prospères de M. ibericus était une telle énigme.
Pour trouver des réponses, les chercheurs ont d’abord échantillonné 132 mâles de 26 colonies de fourmis moissonneuses ibériques afin de déterminer si des mâles de M. structor étaient présents. Ils ont constaté que 58 étaient couverts de poils et 74 étaient glabres. Un examen plus approfondi des génomes nucléaires d’un sous-ensemble de ces fourmis a révélé que tous les spécimens poilus étaient M. ibericus et tous les spécimens chauves étaient M. structor.
Mais ce n’était pas la preuve que les reines pondaient des œufs mâles de deux espèces différentes — il aurait pu y avoir des reines M. structor cachées produisant des mâles isolés. L’équipe a donc séquencé l’ADN mitochondrial, qui est transmis par la mère, de 24 des mâles M. structor, et a découvert qu’ils provenaient de la même mère que les nestmates mâles de M. ibericus.
“C’est le détail qui m’a fait réaliser que ‘peut-être que nous sommes sur quelque chose de très, très, très grand'”, a dit Romiguier.
L’équipe a ensuite séparé 16 reines de colonies de laboratoire et a examiné les séquences génétiques de leurs œufs fraîchement pondus. Ils ont découvert que 9% de leurs œufs contenaient des fourmis M. structor. Ils ont ensuite observé directement une seule reine produisant des mâles des deux espèces en surveillant ses couvées chaque semaine pendant une période de 18 mois.
Ensemble, toutes ces constatations montrent que les reines des fourmis moissonneuses ibériques clonent les mâles de M. structor et ne transmettent aucun de leur propre ADN nucléaire. Les chercheurs doivent maintenant identifier le mécanisme exact sous-jacent à ce clonage, a dit Romiguier, et déterminer à quel moment l’ADN maternel est retiré.
Denis Fournier, biologiste évolutionniste et écologiste à l’Université Libre de Bruxelles, en Belgique, qui n’a pas participé à la recherche, a déclaré que c’était “presque comme de la science-fiction” lorsqu’il a pris connaissance de cette découverte. “C’est époustouflant ! La plupart d’entre nous apprennent que les frontières des espèces sont fermes, et pourtant voici un système où les fourmis les franchissent régulièrement dans le cadre de leur vie normale”, a-t-il dit à Live Science par e-mail.
L’équipe a baptisé ce nouveau système reproductif “xénoparité”, signifiant la naissance d’une espèce différente. Romiguier a dit que l’équipe n’était pas exactement sûre de quand ce système est apparu pour la première fois chez les fourmis moissonneuses ibériques, mais c’était quelque part entre le moment où M. ibericus et M. structor se sont séparés sur des voies évolutives distinctes il y a 5 millions d’années et il y a quelques milliers d’années.
“Cette découverte est un excellent rappel de rester ouvert à l’inattendu”, a dit Fournier, notant que la découverte ouvre de nouvelles questions sur la coopération, le conflit et la dépendance dans la nature. “Maintenant que nous savons qu’un tel système est possible, il est passionnant de penser que de vieilles données déroutantes pourraient soudainement prendre sens à la lumière de cette découverte”, a-t-il ajouté.
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