On connaît aujourd'hui 12 000 espèces de fourmis. Parmi elles, 200 seulement n'ont pas de reine prédéfinie, et le choix de l'unique reproductrice qui va prolonger l'espèce ne suit pas un schéma classique. Chez ces « fourmis sans reine », toutes les ouvrières de la colonie sont susceptibles de s'accoupler et de pondre. Alors, comment s'organise le choix de l'élue ? Pour le savoir, Christian Peeters, chercheur en écologie au CNRS¹, et Virginie Cuvillier² ont étudié de très près les Streblognathus peetersi, des fourmis sud-africaines. Dans cette espèce, une seule ouvrière peut s'accoupler avec un mâle étranger et produire la descendance. Mais laquelle assurera ce rôle ? Deux critères fondamentaux entrent en jeu dans cette sélection : la dominance et la fertilité. Après leur naissance, les fourmis sont toutes ouvrières. Au début de leur vie adulte, elles ont les mêmes potentialités reproductrices : « La sélection de la pondeuse est basée dans un premier temps sur sa capacité physique à dominer d'autres fourmis de même âge », explique Christian Peeters. Seules les ouvrières de haut rang, qui se sont distinguées lors des premières « joutes », s'affrontent alors pour déterminer qui produira la descendance. Les luttes ne causent jamais de blessures, elles permettent essentiellement d'établir une hiérarchie et de distinguer la pondeuse des travailleuses. Christian Peeters a nommé la championne « gamergate »³, pour éviter toute confusion avec la « reine » d'autres communautés, qui possède des caractères morphologiques distinctifs, comme les ailes par exemple.

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© V.Cuvillier

Interaction de dominance impliquant les cires cuticulaires. Une fourmi dominante se place juste devant une subordonnée, l'abdomen haut et la membrane entre deux segments exposée.

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Chez les « fourmis sans reine », le plus haut rang de la hiérarchie (alpha) est attribué à la gamergate. Les combats continuent ensuite pour déterminer les places de numéro deux (bêta), trois (gamma)… « Toutes les sociétés d'insectes ont un partage strict entre la reproduction et les autres tâches essentielles pour la survie de la colonie (soins au couvain, construction et défense du nid, approvisionnement). » Ainsi, chez les fourmis Streblognathus peetersi, une seule femelle s'accouple et pond des œufs, alors que les autres membres de la colonie ne peuvent engendrer.

Une fois la fourmi dominante en place, son activité ovarienne se déclenche. « L'élue acquiert non seulement une physiologie de pondeuse mais aussi une phéromone de fertilité », précise Virginie Cuvillier dans sa thèse de doctorat. Cette substance chimique odorante se situe sur la cuticule de l'insecte, la couche épidermoïde qui joue le rôle de squelette externe. Cette dernière est recouverte d'une cire formée d'un mélange complexe d'hydrocarbures. « Mes étudiants et moi-même, explique Christian Peeters, avons montré que la chimie des cires cuticulaires (présentes sur le corps) évolue en fonction de la physiologie des individus. Quand une fourmi (reine chez la plupart des espèces, ouvrière pour les fourmis sans reine) commence à produire des œufs, la proportion de certaines molécules hydrocarbonées change. Nous testons l'hypothèse que les fourmis sont capables de détecter ces modifications. » L'alpha fournit aux autres ouvrières des informations sur son statut social par l'intermédiaire des cires cuticulaires. La phéromone de fertilité permet alors d'évaluer sa qualité de pondeuse. Elle devient caractéristique de sa supériorité. Tant que la phéromone de fertilité est suffisante, elle est protégée par les ouvrières de bas rang. Mais, dès qu'elle diminue, leurs comportements deviennent agressifs. Christian Peeters et Virginie Cuvillier ont employé « un inhibiteur physiologique – un traitement hormonal – pour diminuer le taux de ponte chez la dominante, sans effet négatif sur son comportement. Très vite, l'individu numéro deux dans la hiérarchie a reconnu ce changement et est devenu plus agressif. Après quelques jours (durée variable selon les colonies), la pondeuse défaillante a été écartée par les ouvrières de bas rang pour être remplacée par la numéro deux. C'est ainsi que certains ont pu qualifier ce type d'organisation de société méritocratique… », conclut Christian Peeters.