Pour la plupart des espèces de fourmis, naître en tant que fourmi ouvrière signifie que vous passerez toute votre vie sur l'horloge. Mais pour Harpegnathos saltator (également connues sous le nom de fourmis sauteuses de Jerdon ou fourmis sauteuses indiennes), il y a toujours un espoir d'ascension. Si la reine de la colonie meurt, les ouvrières affrontent leurs pairs dans une confrontation pour tenter de remporter la couronne. Les prétendants se transforment tous en "gamergates" (le "gam" rime avec "ham") - des fourmis aux qualités de reine.
Les ouvrières et les reines ont des rôles socialement distincts dans leurs colonies. Les masses d'ouvriers trouvent de la nourriture et combattent les envahisseurs, tandis que la seule reine donne naissance à plus d'ouvriers. Lorsque les ouvrières deviennent des gamergates, leur corps change pour refléter leur nouveau rôle potentiel :leurs sacs à venin rétrécissent et leurs ovaires se dilatent. Des recherches antérieures montrent également que la transformation du travailleur en gamergate implique des changements dans la taille du cerveau, des hormones altérées et une durée de vie multipliée par 5. Mais le mécanisme exact déclenchant ces changements est longtemps resté un mystère. Dans un nouveau journal dans Cell , une équipe de biologistes et de généticiens rapporte qu'ils l'ont craqué. Changer l'expression d'une seule protéine, Kr-h1 (homologue de Krüppel 1), dans le cerveau des fourmis est suffisant pour initier une cascade de changements et lancer un ouvrier vers la reine.
Le travail de Kr-h1 consiste à répondre aux commandes de deux hormones :une hormone juvénile que l'on trouve davantage chez les ouvrières et une hormone ecdysone que l'on trouve en plus grande abondance chez les reines. Donnez à une fourmi de 10 jours plus d'hormone juvénile, et Kr-h1 fermera les gènes liés à la reine et favorisera les gènes ouvriers. Donnez de l'ecdysone à une fourmi et Kr-h1 fera le contraire, favorisant des comportements de reine. Les chercheurs ont également découvert que s'ils supprimaient Kr-h1 des neurones des fourmis, les fourmis ouvrières commençaient à se comporter davantage comme des gamergates, et les gamergates davantage comme des ouvrières.
"Cette protéine régule différents gènes chez les travailleurs et les gamergates et empêche les fourmis d'adopter des comportements" socialement inappropriés "", a déclaré Shelley Berger, biologiste à l'Université de Pennsylvanie, dans un communiqué. "C'est-à-dire que Kr-h1 est nécessaire pour maintenir les frontières entre les castes sociales et pour s'assurer que les travailleurs continuent de travailler pendant que les gamergates continuent d'agir comme des reines."
Chez ces fourmis, Kr-h1 agit comme une bascule entre deux états. Mais les travaux futurs devront déterminer à quel point ces protéines et hormones influencent des comportements spécifiques, a déclaré à The Scientist la neuroscientifique de l'Université de Fribourg Adria LeBoeuf, qui étudie les insectes sociaux mais n'a pas participé aux travaux. . "D'une manière ou d'une autre, ces hormones se retrouvent dans le cerveau, [mais] nous ne savons pas comment elles y arrivent", ou pourquoi seuls certains gènes y répondent, a-t-elle déclaré. De plus, il sera important de découvrir comment ces voies affectent les ovaires et d'autres parties clés du corps au cours de ces transitions, a-t-elle ajouté.
Pourtant, le fait que la même protéine fasse taire différents gènes dans le cerveau de différentes castes de fourmis et contrôle essentiellement cette ségrégation est surprenant, a déclaré Roberto Bonasio, épigénéticien moléculaire à l'Université de Pennsylvanie et co-auteur de l'article, dans un communiqué. . "Nous pensions que ces tâches seraient attribuées à deux ou plusieurs facteurs différents, chacun d'eux n'étant présent que dans l'un ou l'autre cerveau."
Le message clé est que les fourmis ont tout le câblage pour de multiples modèles de comportement qui ne sont exécutés qu'en fonction des gènes activés, a déclaré Berger dans le même communiqué. « En d'autres termes, les parties du Dr Jekyll et de M. Hyde sont déjà inscrites dans le génome; tout le monde peut jouer l'un ou l'autre rôle, selon les commutateurs génétiques activés ou désactivés. »
