Ecologie moléculaire et chimique d'une association tripartite obligatoire plante/fourmi/champignon – ALLOMERUS

1- Contexte scientifique et objectifs: Les interactions interspécifiques mutualistes impliquent un bénéfice de la part de chacun des partenaires de l'association. Leur évolution et leur persistance dépendent donc de l'importance de ces bénéfices, mais aussi du mode de transmission de l'association. Dans les cas de transmission horizontale, les partenaires doivent se réassocier à chaque génération, apportant ainsi une source de variation telle que l'arrivée de nouveaux associés. A l'inverse, les cas de transmission verticale entraînent une dépendance du partenaire envers son hôte. L'omniprésence et la dominance écologique des fourmis en font des cibles très prisées d'interactions avec de nombreux organismes. Les mutualismes de protection entre plantes et fourmis par exemple, sont nombreux et tous caractérisés par une transmission horizontale. Ceci peut induire certains problèmes tels que la recherche de la plante hôte par les reines fondatrices ou l'arrivée de parasites et tricheurs dans le système. Une des réponses évolutives à ces invasions se trouve dans l'existence de filtres sélectifs permettant de sélectionner les meilleurs mutualistes. Le présent projet à pour objectif la compréhension globale d'un nouveau type d'association tripartite entre une fourmi, sa plante hôte et un champignon à partir d'études associant terrain, biologie moléculaire et écologie chimique. Nos objectifs sont (i) de déterminer la nature et le rôle des filtres sélectifs dans les associations observées et dans l'évolution de ce mutualisme plante/fourmis ; (ii) de caractériser l'association entre fourmis et champignon ; et (iii) d'étudier la structure spatiale de la diversité génétique des populations des trois partenaires. 2- Description du projet, méthodologie: Le modèle d'étude sera l'association entre la plante Hirtella physophora, sa fourmi associée Allomerus decemarticulatus et un champignon manipulé par les fourmis pour construire un piège leur permettant de capturer des proies. Cette association est fréquente dans les forêts primaires de Guyane française, site d'étude du projet. Ecologie évolutive de l'association plante/fourmis: Il s'agit d'une association stricte résultant d'une attraction spécifique des reines d'Allomerus envers leur plante hôte. Cette situation plutôt inhabituelle est très certainement le résultat de l'action de composés chimiques produits par la plante et spécifiquement reconnus par les reines. L'identification de ces composés nécessite dans un premier temps la démonstration d'une attraction des reines envers leur plante hôte par des tests d'olfactométrie. Ces composés seront ensuite extraits et identifiés par chromatographie et spectrométrie de masse. Au final, leur implication devrait être validée par des expériences d'électro-antennographie. Nous étudierons également la structure spatiale de la diversité génétique des populations de plantes et de fourmis. Pour les fourmis, nous utiliserons des marqueurs microsatellites déjà développés chez une espèce proche. Pour la plante, nous nous focaliserons sur le génome maternel afin de pouvoir déterminer la dispersion des individus. Les marqueurs moléculaires appropriés seront sélectionnés à la suite d'expériences préliminaires dont le but sera de trouver le maximum de polymorphisme, à partir soit d'ADN mitochondrial, chloroplastique ou nucléaire. Après une cartographie complète des plantes hôtes sur le terrain, nous déterminerons l'apparentement entre individus et les distances de dispersion. En parallèle pour les fourmis, nous calculerons l'apparentement entre les colonies afin de souligner une éventuelle transmission pseudo-verticale de l'association. Association fourmis/champignon: Notre objectif sera dans un premier temps de déterminer la nature de l'association. Les partenaires semblent tous les deux en être bénéficiaires, ce qui laisse à penser qu'il pourrait s'agir d'un mutualiste. A partir de cultures pures et de marqueurs polymorphes de la région ITS de l'ADN ribo.