Fourmi rouge moissonneuse - Red harvester ant

Pogonomyrmex barbatus
Ouvrier de P. barbatus du Texas , États-Unis
Classement scientifique
Royaume:	Animalia
Phylum:	Arthropodes
Classer:	Insecte
Commander:	Hyménoptères
Famille:	Formicidae
Sous-famille :	Myrmicines
Genre:	Pogonomyrmex
Espèce:	P. barbatus
Nom binomial
Pogonomyrmex barbatus Smith, 1858

Pogonomyrmex barbatus est une espèce de fourmi moissonneuse du genre Pogonomyrmex . Ses noms communs incluent la fourmi rouge et la fourmi rouge moissonneuse . Ces grandes fourmis (5 à 7 mm)préfèrent les habitatsarides de chaparral et sont originaires du sud-ouest des États-Unis . Les nids sont faits sous terre (jusqu'à 2,5 m de profondeur) dans les zones exposées. Leur régime alimentaire se compose principalement de graines, et ils participent par conséquent à la myrmécochorie , une interaction fourmis-plante à travers laquelle les fourmis acquièrent des nutriments et les plantes bénéficient de la dispersion des graines . Les fourmis cueilleuses rouges sont souvent confondues avec les fourmis de feu , mais ne sont pas étroitement liées à des espèces de fourmis de feu, indigènes ou introduites.

La colonisation

Les nids de fourmis rouges moissonneuses se caractérisent par un manque de croissance des plantes et de petits cailloux entourant l'entrée du tunnel, qui descend généralement à un angle prononcé. Des coques de graines peuvent être trouvées éparpillées autour du nid. Dans les zones de prairies , telles que les ranchs, le manque de vie végétale rend les colonies de fourmis rouges moissonneuses très faciles à repérer, et là où elles sont très abondantes, elles peuvent faire de sérieuses incursions dans le pâturage disponible pour le bétail.

Les monticules sont généralement plats et larges, de 0 à 100 mm (0,0 à 3,9 pouces) de haut et de 300 à 1 200 mm (12 à 47 pouces) de diamètre. Des zones dénudées encore plus importantes ont été signalées, de l'ordre de 10 m ² (110 pieds carrés). Trois à huit sentiers s'éloignent généralement du monticule, comme des « bras ». Ces sentiers sont utilisés par les fourmis pour ramasser et rapporter de la nourriture au monticule. Les fourmis "éclaireuses" sont les premières à sortir du monticule chaque matin. Ils cherchent de la nourriture et marquent leur chemin lorsqu'ils retournent au monticule pour alerter les fourmis ouvrières. Les fourmis ouvrières suivent la piste olfactive et ramassent la nourriture. D'autres fourmis ouvrières nettoient, étendent et s'occupent généralement du monticule, de la reine et du couvain . Toutes les fourmis des colonies sont des femelles à l'exception des mâles ailés produits pendant la saison de reproduction.

Formation initiale de la colonie

L'unité de reproduction des populations de fourmis est la colonie. Une seule reine vierge s'accouple pour la première fois avec plusieurs mâles sur un site de regroupement reproducteur formé par des fourmis moissonneuses mâles. Elle vole ensuite vers un nouveau site pour produire une colonie de progéniture.

Diète

La principale source de nourriture des fourmis rouges moissonneuses est généralement constituée de graines, qu'elles amassent en grand nombre. La nourriture est d'abord moulue en une consistance semblable à du pain à l'aide des grandes mandibules des fourmis , puis est stockée dans un grenier , assurant à la colonie l'accès à la nourriture toute l'année. La collecte de graines au nom des fourmis rouges moissonneuses profite à leur écosystème grâce au processus de myrmécochorie , dans lequel les fourmis aident à la dispersion des graines tout en cherchant de la nourriture. Les plantes et les fourmis bénéficient de cette relation : les plantes augmentent leur amplitude et leur densité de dispersion, tandis que les fourmis bénéficient de l'acquisition de nutriments et d'un approvisionnement alimentaire plus sûr lors des futures récoltes. Ceci est généralement compris comme une interaction mutualiste . Les insectes morts sont également collectés lors de la recherche de nourriture.

Recherche de nourriture

De nombreuses recherches ont été menées sur le comportement de recherche de nourriture de la fourmi rouge moissonneuse. Trois types de travailleurs sont les plus impliqués dans le processus de recherche de nourriture : les patrouilleurs de nids, les patrouilleurs de sentiers et les butineurs. Un jour donné, les patrouilleurs du nid sortent d'abord du nid pour évaluer la sécurité et la rentabilité de la recherche de nourriture. La colonie tire la majorité de son eau du métabolisme des graisses dans les graines. Si la nourriture est rare ou s'il fait particulièrement chaud, les avantages énergétiques et hydriques de la recherche de nourriture peuvent être contrebalancés par ses coûts énergétiques et hydriques. Dans ce cas, la colonie peut être obligée de compter sur ses vastes réserves de nourriture. Les graines peuvent être stockées dans le nid pendant des mois, voire plusieurs années.

La colonie est capable de communiquer par contact antennaire momentané impliquant le transfert d' hydrocarbures cuticulaires . D'autres indices visuels, temporels et olfactifs peuvent également être impliqués. D'après les rapports des patrouilleurs du nid, les patrouilleurs des sentiers peuvent quitter le nid pour déterminer la meilleure direction d'alimentation possible. Cette décision est basée sur divers facteurs économiques tels que la disponibilité de la nourriture et le comportement de recherche de nourriture des nids voisins. Lorsque les deux types de patrouilleurs reviennent, les butineuses évaluent leurs taux de retour pour décider s'ils doivent quitter le nid pour trouver de la nourriture. Dans une expérience impliquant des imitateurs de patrouilleurs, un taux de retour d'un patrouilleur toutes les 10 secondes a stimulé le plus haut niveau d'activité de recherche de nourriture. Ce taux de retour indique une disponibilité élevée de nourriture et de bonnes conditions d'alimentation, donc un rapport coût-bénéfice favorable pour les butineuses existe. Si le taux de retour des patrouilleurs est trop élevé, cela peut être un avertissement de danger, comme l'observation d'un lézard prédateur. Un taux de retour plus faible pourrait indiquer un manque de nourriture disponible ou une forte concurrence

La recherche de nourriture par les fourmis est guidée par des signaux chimiques qui conduisent parfois les fourmis jusqu'à 50-60 m du nid. Une fois qu'une fourmi a décidé de se nourrir, elle continuera presque toujours jusqu'à ce qu'elle ait trouvé de la nourriture à rapporter au nid ; 90 % des butineuses qui reviennent sont « réussies ». Par conséquent, le taux de retour des butineuses est un bon indicateur de la disponibilité de la nourriture. Logiquement, l'activité globale de recherche de nourriture est influencée par le taux de retour des butineuses. Lorsque la nourriture est abondante, les butineuses la trouvent rapidement et retournent immédiatement au nid. Les butineuses encore dans le nid interprètent cela comme signifiant que les recherches de nourriture seront rentables : faible apport d'énergie avec une forte chance d'obtenir une récompense en graines. L'activité de recherche de nourriture est donc augmentée. De même, une baisse de la disponibilité de nourriture, indiquée par une diminution du taux de retour des butineuses, amène la colonie à diminuer son activité de recherche de nourriture.

La capacité d'une colonie à réguler rapidement son comportement de recherche de nourriture est assez importante car sa source de nourriture est variable et dispersée. Cette capacité de régulation est variable en elle-même, influencée par la disponibilité de la nourriture, le besoin actuel de manger et la santé de la colonie. Les colonies sont plus susceptibles de s'adapter aux différents taux de retour des butineuses lorsque le taux de recherche de nourriture est élevé, ce qui peut être dû au fait que les écarts sont tout simplement plus difficiles à détecter lorsque les taux sont faibles. Dans l'ensemble, la fourmi rouge moissonneuse démontre une capacité remarquable en cognition sociale , en analyse coûts-avantages et en économie comportementale .

Régulation collective

Les populations de fourmis moissonneuses fonctionnent sans système de contrôle centralisé au moyen d'un système de communication chimique décentralisé, via le processus de signalisation chimique. La recherche de nourriture est régulée à l'aide de boucles de rétroaction positives et négatives. Le retour des fourmis dans la colonie stimule la recherche de nourriture sortante. Lorsque les fourmis retournent dans la colonie à un taux plus élevé avec des graines, cela entraîne à son tour une augmentation du taux de sortie des butineuses. Au fur et à mesure que moins de fourmis portant des graines retournent dans la colonie, le taux de butineuses sortantes diminue. Le résultat est une régulation de la recherche de nourriture relative à l'abondance de nourriture disponible à un moment donné. Les interactions entre les butineurs de retour et de départ fonctionnent sur une échelle de temps de quelques secondes. Il ne fallait généralement que trois à huit secondes pour qu'un butineur sortant quitte le nid en raison d'une augmentation du nombre de butineuses de retour réussies.

L'abondance relative de la nourriture disponible est mesurée par le temps moyen passé à chercher de la nourriture par graine, plutôt que par la distance parcourue pour trouver chaque graine. Les butineuses prennent moins de temps lorsque la nourriture est plus abondante. Une recherche de nourriture plus rapide signale des taux de recherche de nourriture plus rapides, maximisant la récolte de nourriture par rapport à l'abondance dans la région. Les graines sont utilisées comme source d'eau pour les fourmis et sont souvent conservées dans le nid pendant quelques mois à plusieurs années.

Compétition d'interférence dans la recherche de nourriture

Une compétition interspécifique existe entre les populations de fourmis moissonneuses, ce qui présente des défis pour une recherche de nourriture réussie. Un exemple en est la compétition pour l'accès aux ressources en semences entre les espèces de fourmis moissonneuses Novomessor cockerelli et Pogonomyrmex barbatus . Les fourmis cockerelli Novomessor se livrent à une compétition d'interférence contre les colonies de Pogonomyrmex barbatus en "bouchant" les entrées du nid avec du sable et de petits cailloux. Cela retarde l'activité de P. barbatus d'une à trois heures, déplaçant le début de la recherche de nourriture jusqu'à plus tard dans la journée, lorsque la température est sensiblement plus élevée. Cela réduit la productivité de deux manières ; d'une part, les fourmis sont retardées et ont par conséquent moins de temps pour se nourrir ; deuxièmement, les températures élevées du sol ramènent prématurément les fourmis de récolte dans leurs nids, raccourcissant ainsi la plage de recherche de nourriture possible. La recherche a indiqué que les populations affectées de P. barbatus n'ont pas fait d'efforts pour compenser l'interférence dans leurs activités, par exemple en induisant des taux plus élevés de recherche de nourriture. En tant que tel, le colmatage des nids par des espèces rivales entrave la productivité globale des fourmis ouvrières de l'espèce Pogonomyrmex barbatus .

Répartition du travail

Système de castes

Les fourmis cueilleuses rouges sont des insectes eusociaux , caractérisés par un niveau élevé de coopération et une division organisée du travail. La caste des ouvriers est stérile . Comme pour la plupart des espèces de fourmis, la reproduction est effectuée par une caste d'accouplement composée d'ailes ailées (reproductrices) qui résident dans le nid jusqu'à ce que le temps leur permette de s'envoler et de s'accoupler. Après la copulation , le mâle meurt généralement, tandis que la reine maintenant fécondée retourne au sol à la recherche d'un site de nidification approprié. Une fois qu'elle a choisi un site, elle perd ses ailes et commence à se reproduire, créant une nouvelle colonie. Elle produit des « fourmis ouvrières » pendant 1 à 20 ans jusqu'à sa mort. Certaines reines vivent jusqu'à 30 ans dans la nature.

Chez P. barbatus , les tâches reproductrices et non reproductrices sont divisées en un système de castes, comme discuté ci-dessus. Certaines personnes sont spécialisées dans la fonction de reproduction, tandis que d'autres fourmis sont responsables de rôles non reproducteurs tels que la défense, les soins à la couvée et la recherche de nourriture. Le système de division du travail surgit naturellement en conjonction avec la formation du groupe, plutôt que comme une adaptation secondaire ; sinon la reine solitaire récolte les fourmis placées en association forcée si la division du travail survient en groupes qui n'ont pas d'histoire évolutive de tels arrangements sociaux.

Caste non reproductive

Chez les fourmis ouvrières P. barbatus non reproductrices , cinq tâches principales sont exécutées : recherche de nourriture, entretien du nid, défense, travail sur les tas et convocation. Les rôles ne sont pas constants et les interactions chimiques déterminent quand certaines fourmis s'engagent dans certaines activités. En tant que telles, ces tâches sont relativement fluides et ne peuvent être comprises comme des processus séparés. La transition de comportement au nom d'un groupe déclenche des transitions comportementales dans d'autres groupes de fourmis ouvrières.

Caste reproductrice

La caste reproductrice de P. barbatus est responsable de la formation de nouvelles colonies. Une seule reine des fourmis établit chaque colonie. Un grand nombre de fourmis mâles ailées et de fourmis reines vierges volent vers les sites de rassemblement d'accouplement après les pluies de mousson du milieu de l'été. Pour fonder une colonie prospère, les reines P. barbatus doivent s'accoupler avec des mâles de deux lignées distinctes. Une lignée donne des fourmis qui deviennent les ouvrières de la colonie. Ce sont les fourmis responsables des tâches non reproductives de la colonie. L'autre lignée produit des fourmis femelles reproductrices. Après s'être accouplée avec les fourmis mâles sur le site de rassemblement, la reine s'envole pour établir une nouvelle colonie. En arrivant à son nouveau site de nidification, la reine perd ses ailes et construit un nid dans le sol. L'entrée du nid est alors bouchée pour pondre ses œufs en toute sécurité. Avec cela, la colonie est née. Au cours des six à huit semaines suivantes, la première couvée de fourmis ouvrières non reproductrices émerge et commence à se nourrir et à construire la colonie.

la reproduction

Comportement d'accouplement

L'accouplement est pérenne et spécifique à l'espèce entre les sous-espèces de la fourmi rouge moissonneuse. Les mâles distinguent les femelles reproductrices de leur espèce des femelles d'autres espèces à l'aide de phéromones . Cela se produit à la suite de phéromones sexuellement stimulantes sécrétées par les glandes venimeuses des femelles reproductrices de P. barbatus . Ces phéromones sont parfaitement détectées par les mâles de l'espèce lors d'un contact physique, entraînant la stimulation du comportement sexuel.

L'accouplement a lieu sur les sites d'agrégation reproductrice. Les sécrétions des glandes mandibulaires des mâles marquent initialement ces sites. Les sécrétions attirent les femelles, ainsi que des mâles supplémentaires, ce qui entraîne une forte compétition masculine pour les partenaires. Le système d'accouplement au sein de P. barbatus est comparable au comportement de lek réalisé par de nombreuses espèces de vertébrés . Les fourmis mâles se rassemblent et émettent collectivement une phéromone qui attire les femelles reproductrices. Plus il y a de mâles présents pour émettre la phéromone, plus l'attirance pour les femelles est forte. Bien que cette pratique favorise fortement certains mâles et laisse beaucoup d'autres sans partenaires, la congrégation des mâles attire plus de femelles dans l'ensemble par opposition à la libération de phéromones au nom d'un mâle solitaire. Par conséquent, il est plus souhaitable que les mâles les moins attirants restent dans le lek plutôt que d'essayer d'attirer les femelles par eux-mêmes.

Sélection sexuelle

Au sein des agrégations reproductrices de fourmis P. barbatus , il existe une forte compétition entre les mâles. Les mâles participent à des parades nuptiales communes pour attirer les femelles. Les fourmis mâles tentent de s'accoupler avec n'importe quelle femelle qu'elles rencontrent, mais les femelles résistent à la copulation des mâles. Par conséquent, les parades nuptiales communes favorisent fortement la reproduction avec des mâles plus gros ou plus persistants, capables de dominer les femelles et de réussir à s'accoupler. Les fourmis mâles s'accouplent le plus longtemps possible, susceptible de restreindre l'accès à la femelle des autres mâles pour assurer la survie de leur sperme pour se reproduire.

Prédation

Les fourmis rouges moissonneuses sont un aliment de prédilection pour les lézards à cornes du désert . Les fourmis moissonneuses défendent vigoureusement leurs colonies contre les attaques réelles ou perçues, que ce soit par de gros ou de petits animaux. Ils peuvent mordre férocement et leurs piqûres sont venimeuses et douloureuses . L'effet se propage par le système lymphatique , provoquant parfois des réactions dangereuses, notamment chez les animaux sensibles ou allergiques à leur venin .

Au fil des ans, leur nombre a diminué, ce qui a souvent été attribué à la concurrence pour la nourriture avec la fourmi de feu rouge importée et la fourmi argentine . Leur déclin a affecté de nombreuses espèces indigènes, en particulier celles pour lesquelles la fourmi rouge moissonneuse est la principale source de nourriture, comme le lézard à cornes du Texas .

Les références

Liens externes

• Médias liés à Pogonomyrmex barbatus sur Wikimedia Commons
• Entretien EconTalk avec Deborah Gordon et ses recherches sur les fourmis rouges moissonneuses