lundi , 24 juillet 2017

Décoder les odeurs des fourmis

Les chercheurs ont développé de nouvelles méthodes pour décoder les odeurs des fourmis. De plus, cela offre des pistes pour les éloigner de votre cuisine.


Décoder les odeurs des fourmis
Crédit : John Russell, Vanderbilt University
C‘est une couche cireuse qui couvre leur corps et elle est la source des odeurs complexes utilisées par les fourmis pour communiquer. Ces mélanges odorants fonctionnent comme des uniformes biochimiques qui identifient des fourmis individuelles par leur caste, leur colonie et leur espèce. Ainsi, cela contribue à réguler le comportement des fourmis leur permettant de se développer dans les systèmes sociaux complexes. La société complexe des fourmis en fait l’un des espèces d’insectes les plus sophistiquées de la Terre.

Les fourmis voient leur monde à travers leur nez et leurs antennes. Si vous êtes une fourmi, alors vous regardez les autres par leur odeur et vice-versa selon Laurence Zwiebel, professeur de sciences biologique à la Cornelius Vanderbilt, qui étudie la base moléculaire de l’olfaction des fourmis.

Depuis de nombreuses années, les scientifiques connaissent le rôle crucial de ces signaux chimiques sur la vie des fourmis, mais désormais, Zwiebel et ses collaborateurs ont fait des progrès importants dans le déchiffrement de la génétique moléculaire de l’olfaction des fourmis. Ce niveau de compréhension peut non seulement fournir de nouvelles hypothèses sur la façon dont les fourmis, les abeilles et d’autres insectes sociaux créent et gèrent des sociétés complexes, mais cela peut aussi offrir un aperçu sur la façon dont d’autres animaux le font également. De plus, cette étude offre des pistes pour éloigner les fourmis hors de la cuisine et de la table de pique-nique.

Nous reconnaissons le monde par les couleurs, mais les fourmis le voient par les odeurs - Crédit : Keith Wood & Jeremy Teaford, Vanderbilt University

Nous reconnaissons le monde par les couleurs, mais les fourmis le voient par les odeurs – Crédit : Keith Wood & Jeremy Teaford, Vanderbilt University

Dans un papier dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), Zwiebel et ses collaborateurs rapportent qu’ils ont réussi à caractériser le rôle d’un certain nombre de récepteurs utilisés par la fourmi indienne (Harpegnathos saltator) pour identifier ces mélanges odorants.

Les fourmis sont uniques dans le monde des insectes parce qu’elles possèdent plus de 400 récepteurs odorants comparativement aux 60 à 80 chez d’autres insectes tels que les mouches à fruits et les moustiques selon Jesse Slone de Vanderbilt. Les récepteurs sont classés dans 24 sous-familles différentes. Nous avons sélectionné 25 récepteurs d’odeurs de plusieurs de ces groupes et nous les avons décodés en les exposant à une batterie de produits chimiques différents pour tester leurs réactions.

L’un des objectifs de la recherche était de tester une hypothèse qui a été émise lorsqu’on a découvert que les fourmis possèdent le plus grand nombre de récepteurs d’odeurs connus à ce jour chez les insectes. On a suggéré que l’objectif d’un sous-groupe (connu comme les 9-exon) de ces récepteurs supplémentaires pouvait spécifiquement identifier et décoder les signaux chimiques utilisés par les fourmis pour réguler leur comportement social complexe. Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont mesuré la réaction des récepteurs par rapport à des composés chimiques qui recouvrent les fourmis qu’on connait comme des hydrocarbures cuticulaires. Mais ils ont également mesuré leur réaction à d’autres odeurs qui sont connues pour affecter d’autres insectes.

Il s’avère que ce n’est pas si simple selon Zwiebel. Les fourmis semblent utiliser tous leurs outils chimio-sensoriels pour détecter tous les types d’odeurs qui leur sont importants. Mais avec une nouvelle méthode pour décoder les récepteurs odorants des fourmis, les biologistes peuvent désormais commencer à déchiffrer les codes chimiques utilisés par les insectes pour communiquer.

Ces mélanges complexes d’hydrocarbures sont le noyau de la structure sociale des fourmis. Elles les utilisent pour identifier les intrus, pour les soins, pour la cueillette et pour toutes sortes de comportements. La prochaine étape consistera à associer les différents signaux chimiques avec des comportements précis selon Stephen Ferguson qui essaie d’identifier les signaux chimiques qui déclenchent une agression.

Il y a plusieurs années, pendant l’étude de l’olfaction des moustiques, le laboratoire Zwiebel a découvert une nouvelle classe d’insectifuge qui est des milliers de fois plus forte que le DEET qui est l’ingrédient actif le plus populaire parmi les insectifuges commerciaux. Les composés des chercheurs (connus sous le nom de VUAA) fonctionnent en excitant le sens de l’odorat du moustique en activant un co-récepteur d’odeur qui doit s’associer à tous les autres récepteurs d’odeurs pour qu’ils fonctionnent.

C’est comme si on était fermé dans un ascenseur avec quelqu’un qui avait mis trop de parfum. Cela permet de perturber votre odorat en provoquant la répulsion. Nous appelons ce processus comme « l’excitation-répulsion » selon Zwiebel. Il s’avère que les fourmis (et même tous les insectes) ont le même co-récepteur et que les biologistes de Vanderbilt ont déterminé que les composés excito-répulsifs fonctionnent aussi bien sur les fourmis que chez les moustiques.

Source : Proceedings of the National Academy of Sciences (http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1704647114)

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A propos de Jacqueline Charpentier

mm
Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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