Comprendre l’évolution de l’organisation sociale à travers l’étude de l’embryogenèse chez les fourmis – SocioDev

Les 15.000 espèces de fourmis que nous connaissons présentent une grande diversité de morphologies, de comportements, de signaux chimiques et d’organisations sociales qui impliquent toujours des soins attentifs envers le couvain. La progéniture des fourmis a un temps de développement relativement long, dont les phases précoces sont peu étudiées. Surtout, il n’existe pas d’études essayant d’établir un lien entre les mécanismes embryonnaires et leur contribution à l’organisation sociale caractéristique de ces insectes. Des données récentes ont révélé des modifications radicales dans le contrôle génétique embryonnaire qui pourraient avoir un effet sur le mode de vie des fourmis. Nous avons découvert deux modes de développement embryonnaire chez les fourmis. Le premier mode présente des similitudes aussi bien avec l’embryogenèse à bandelette germinative courte qu’avec l’embryogenèse à bandelette germinative longue, avec des profils d’expression classiques, comme celles des gènes “pair-rule” qui s’expriment dans un segment sur deux. Le deuxième mode est totalement différent et les espèces qui l’emploient semblent avoir perdu le profil pair-rule. Chez ces fourmis, on observe qu’un réarrangement du pôle antérieur de l’embryon crée une épaisse couche de cellules adipeuses qui entoure l’embryon entier. A la fin de l’embryogenèse, la larve passe plusieurs jours à l’intérieur du chorion et mange les cellules adipeuses avant d’éclore. Ces découvertes nous ont amenées à formuler des hypothèses sur la possibilité d’un lien entre les mécanismes de développement et l’évolution de l’eusocialité chez les fourmis. Notre projet vise à mieux comprendre les mécanismes de l’embryogenèse à travers une sélection d’espèces de fourmis et à tester comment des modifications de ces mécanismes peuvent nous renseigner sur leur mode de vie sociale. La proposition est organisée en trois objectifs.
• Objectif 1: Comprendre les différences d’embryogenèse précoce et de segmentation entre les deux modes de développement des fourmis. Cet objectif sera effectué sur deux espèces représentant chacune un mode différent et pour lesquelles nous disposons de données embryologiques: la fourmi noire des jardins Lasius niger et la fourmi moissonneuse Messor pergandei.
• Objectif 2: Reconstruction de l’évolution du développement embryonnaire à partir d’une quarantaine d’espèces choisies.
• Objectif 3: Les larves de fourmis sont entièrement dépendantes des ouvrières pour les soins et le nourrissage. Or, les ouvrières reconnaissent les larves de la colonie grâce à une signature d’hydrocarbures présents sur leur cuticule. Notre hypothèse est que la consommation avant éclosion de la couche de cellules adipeuses fournit à la larve les hydrocarbures cuticulaires permettant sa reconnaissance et son acceptation par les ouvrières. Dans cet objectif, nous testerons le lien entre les changements dans l’embryogenèse et l’évolution de l’eusocialité chez les fourmis.