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Recherche de procédés limitant l'activité de fourmis tropicales d'importance écologique et économique

Coordinateur(s)
Alain Dejean, Université de Toulouse et Arnaud Estoup, INRA
Partenaire(s)

Institut d'écologie de l'université de Lausanne

Université Blaise Pascal

Laboratoire Environnement de Petit-Saut

Ministerio da Agricultura (Brésil)

El Colegio de la Frontera Sur

Originaire d’Amérique centrale et du Sud, la petite fourmi de feu Wasmannia auropunctata a envahi de nombreuses zones tropicales et représente une menace pour la biodiversité.
1ère partie
Nous avons étudié la distribution des colonies de cette espèce en Guyane, correspondant à une partie de son aire de distribution originelle et dans les populations néo-fondées envahissantes de Nouvelle Calédonie où l’espèce a été introduite accidentellement et est devenue envahissante. En Guyane nous avons pu définir des zones d’installation naturelle le long des cours d’eau avec des colonies de petite taille. Par contre, dans les formations anthropisées W. auropunctata peut atteindre des densités de population très importantes et dominer complètement les communautés de fourmis, monopolisant des zones étendues. Ces populations sont globalement comparables aux populations envahissantes de Nouvelle-Calédonie en termes d'impact sur la myrmécofaune. Cette espèce qui possède des capacités lui permettant de devenir dominante aussi bien dans sa zone d’origine que dans une zone d’introduction serait «intrinsèquement» envahissante. Cependant, les populations de Nouvelle-Calédonie appartiennent à une seule colonie installée aussi bien dans les milieux naturels que perturbés, tandis que celles de Guyane sont strictement limitées aux zones perturbées et forment plusieurs colonies, couvrant chacune une surface variable mais limitée à quelques centaines ou quelques dizaines de milliers de m². Ces résultats ont pu être couplés avec la structure génétique de ces différentes populations (marqueurs microsatellites) par les membres du projet associé. L’existence d’un système de reproduction particulier dans les populations envahissantes a été montrée: reproduction des sexués mâles et femelles majoritairement clonale. Les populations "naturelles" présentent une reproduction classique pour les hyménoptères
Les populations envahissantes de Guyane étant bien plus petites que celles de Nouvelle Calédonie, des facteurs de régulation liés au milieu d’origine et absents sur la zone d’introduction (Nouvelle Calédonie) doivent donc limiter leur extension. En Amérique du Sud, la myrmécofaune native est très riche et peu de ressources restent libres, de sorte que la compétition est exacerbée. A l’inverse de ce que l’on observe en Nouvelle-Calédonie les niches vacantes sont quasi inexistantes. De plus, dans toutes les strates se trouvent des espèces dominantes qui possèdent des modes de défense efficaces au niveau collectif et individuel. Les interactions observées entre W. auropunctata et les principaux compétiteurs que nous avons testés n'ont pas mis en évidence le rôle majeur d'une quelconque production chimique qui aurait des effets répulsifs ou létaux sur les ouvrières de Wasmannia. Il apparaît au contraire que ce sont essentiellement la forte agressivité et le meilleur armement de ces compétiteurs qui leur permettent de dominer lors d’interactions de compétition. Cependant, l'existence de populations de Wasmannia ayant toutes les caractéristiques de populations envahissantes montre que si les compétiteurs peuvent avoir un effet local, ils n'exercent pas un contrôle global au niveau de l'ensemble de la population.
Une étude de faisabilité concernant des Eucharitidae, hyménoptères parasitoïdes de fourmis, a bien permis de déceler leur présence sur de nombreuses fourmis ponéromorphes, mais pas sur W. auropunctata.
Enfin un travail d’écologie portant sur la fourmi de feu Solenopsis saevissima en Guyane a permis de montrer que dans les zones anthropisées cette espèce présente aussi des entités coloniales de très grande taille, cela à une échelle bien supérieure de celle des populations invasives de W. auropunctata de Guyane. Bien que nous n’ayons pas encore trouvé de populations non-envahissantes de S. saevissima, des perspectives très intéressantes se présentent donc pour cette espèce.
2ème partie
Nous avons analysé et comparé la structure génétique (marqueurs microsatellites) et la structure comportementale (tests d’agressivité) des populations, colonies et nids de cette espèce sur son aire de distribution originelle (Guyane) et dans les populations néo-fondées envahissantes (Nouvelle Calédonie où l’espèce a été introduite accidentellement dans les années 60 et est devenue envahissante). Deux types de zones ont été considérées en Guyane : des zones naturelles non perturbées écologiquement (marigots en forêt primaire) comprenant des populations non-envahissantes, et des zones perturbées écologiquement par l’activité humaine (bord de route, plantation, carrière) comprenant des populations envahissantes. Nos résultats montrent qu’il existe, entre les populations non-envahissantes et envahissantes de W. auropunctata, des changements importants pour au moins deux traits d’histoire de vie majeurs : le système social et le système de reproduction. Au sein des habitats naturels non perturbés en Guyane, des tests d’agressivité indiquent l’existence d’ensembles sociaux (colonie) géographiquement peu étendus et constituées d’un nombre limité de nids (cf. les individus issus de nids différents ne s’agressent pas au sein d’une colonie et s’agressent entre colonies). En revanche, ces mêmes tests réalisés en Guyane sur des sites envahis perturbés par l’activité anthropique indiquent l’existence de colonies géographiquement plus étendues constituées d’un nombre important de nids. En zone d’introduction distante (Nouvelle-Calédonie), les tests d’agressivité indiquent l’existence d’un seul ensemble social (colonie) sur l’ensemble de l’île, soit sur plus de 400 km. Les génotypes obtenus à l’aide de marqueurs microsatellites montrent que les populations des zones natives non perturbées guyanaises (populations non-envahissantes) se reproduisent, très majoritairement, via un système de reproduction sexuée « classique » chez les fourmis (i.e. reproduction sexuée pour la production des reines et des ouvrières, parthénogenèse arrhénotoque pour celle des mâles). En revanche le système de reproduction adopté en Guyane dans les milieux anthropisés (populations envahissantes) est totalement différent. Chaque caste est le produit d’un mode de reproduction qui lui est propre : parthénogenèse thélytoque pour les reines, reproduction sexuée pour les ouvrières, et clonalité pour les mâles. En Nouvelle-Calédonie (populations envahissantes), chaque caste est également le produit d’un mode de reproduction qui lui est propre, à l’identique des milieux anthropisés guyanais. De manière beaucoup plus rare, des reines néo-calédoniennes sont produites par reproduction sexuée et des mâles par parthénogenèse arrhénotoque ; ces individus sont à l’origine de nouvelles lignées clonales. Nos résultats sont susceptibles de modifier fortement les scénarios généralement admis pour expliquer les caractéristiques écologiques et évolutives des fourmis envahissantes. Plus généralement encore, ils mettent en exergue pour les bioinvasions l’importance des zones perturbées écologiquement par l’activité humaine situées à proximité géographique des zones d’habitats naturels dans l’émergence de populations à fort potentiel envahissant car adaptés aux milieux anthropisés, et leur dispersion accidentelle par l’homme dans des zones d’introduction plus lointaines également anthropisées.