Les fourmis jaunes folles envahissantes créent des «chimères» mâles pour se reproduire.

Les fourmis folles jaunes enfreignent les règles de reproduction.

Chaque mâle de fourmi contient des populations distinctes de cellules provenant de deux lignées génétiques distinctes, ce qui les rend « chimères », ont rapporté des chercheurs dans Science du 7 avril. Les fourmis folles jaunes (Anoplolepis gracilipes) sont les premières espèces connues à nécessiter des chimères pour créer des mâles fertiles.

C’est « une réponse élégante aux types de systèmes d’accouplement inhabituels que nous avons observés chez d’autres fourmis », explique le généticien de l’évolution Waring « Buck » Trible de l’Université Harvard, qui n'a pas participé à l’étude. « Nous pourrions considérer cela comme la prochaine étape de l’évolution » chez les fourmis.

La plupart des animaux se développent à partir d’une cellule spermatique et d’une cellule ovule unies en une seule, combinant leur ADN. Lorsqu'une créature grandit, toutes les cellules subséquentes, à l'exception des cellules sexuelles, portent deux ensembles de chromosomes portant de l'ADN, un de chaque parent. En d'autres termes, ces cellules somatiques portent toutes les mêmes informations génétiques. Les cellules de sperme et d'ovule ne contiennent qu'un seul ensemble de chromosomes.

Mais chez de nombreuses fourmis, ainsi que chez d’autres insectes comme les guêpes et les abeilles, seules les femelles ont des cellules somatiques avec des paires de chromosomes. Les mâles se développent généralement à partir d’œufs non fécondés. Donc, leurs cellules somatiques ne contiennent qu'un seul ensemble de chromosomes.

En 2007, cependant, une étude a révélé que près de la moitié des fourmis folles mâles échantillonnées possédaient deux copies différentes des mêmes gènes, tout comme les ouvrières femelles de l'espèce.

Mais cela « n’avait aucun sens que tous les mâles de cette espèce soient diploïdes », c'est-à-dire avoir deux ensembles de chromosomes dans chaque cellule somatique, déclare l'évolutionniste Hugo Darras de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence en Allemagne. Lorsque cela se produit chez d'autres fourmis, les mâles sont généralement stériles, dit-il. « Personne n'avait d'explication. »

Ainsi, Darras et ses collègues ont collecté des centaines de fourmis folles jaunes dans toute l'East et du Sud Est de l'Asie. L'analyse des femelles - reines et ouvrières - a révélé que la royauté de cette espèce a une source génétique. Les reines reproductrices provenaient de la combinaison de cellules spermatiques et ovules de la même lignée, que les chercheurs ont surnommée R. Les ouvrières étaient des hybrides des deux lignées différentes, l'autre étant appelée W. En d'autres termes, les ouvrières avaient des génomes R/W, tandis que les reines avaient des génomes R/R.

Conformément à l'étude précédente, les chercheurs ont identifié des mâles R/W. Mais ils ont également constaté que les cellules somatiques des mâles ne contenaient qu'un seul ensemble de chromosomes, comme dans les autres espèces de fourmis. L'extraction de l'ADN de cellules individuelles a montré que, au lieu d'avoir des paires de chromosomes dans les cellules, chaque cellule contient des chromosomes d'une seule des deux lignées.

Des expériences ultérieures ont montré que les cellules R et W étaient réparties de manière inégale dans le corps des mâles. Bien que la plupart du corps contienne la majorité des cellules R, près de 75% basé sur le tissu échantillonné, le rapport a presque retourné dans le sperme - 65% étaient des cellules W.

Étant donné que les ouvrières et les mâles proviennent de la combinaison de spermes W avec des œufs R, le sexe dépend de la fusion de leurs paquets d'ADN, ou noyaux. La fusion crée une femelle. Mais l'échec de la fusion fait que les deux noyaux se divisent séparément dans le même œuf, produisant un mâle.

On ne sait pas pourquoi cette méthode de reproduction jamais vue auparavant s’est développée chez ces fourmis. « En refusant de se fusionner avec la cellule d'œuf, [le sperme] pourrait être capable d'augmenter sa production reproductive », explique Trible. Les ouvrières sont stériles et donc ne peuvent pas transmettre le génome W.

« Nous pensons que c'est peut-être une interaction entre deux génomes en conflit mais qui coopèrent parfois », explique Darras. Ces lignées distinctes peuvent avoir évolué indépendamment dans deux populations de fourmis distinctes qui se sont finalement mêlées. Ou ils auraient pu commencer avec des gènes similaires qui ont divergé au fil du temps, ajoute-t-il. « Mais il semble que tous les génomes soient séparés et n'échangent aucun matériel génétique. »

Cette méthode de reproduction étrange pourrait être avantageuse pour les populations de fourmis, conduisant au titre de la fourmi folle jaune en tant qu'une des pires espèces envahissantes du monde. Parce que la fusion de noyaux R et W ne produit que des ouvrières stériles, les génomes ne peuvent jamais se mélanger et être transmis à la génération suivante. Ainsi, les fourmis évitent toute possibilité de consanguinité, une caractéristique observée chez d'autres espèces de fourmis envahissantes.

Des chimères ont été trouvées chez d'autres créatures, y compris chez l'homme, mais c'est généralement un accident. Les fourmis folles jaunes sont les premières espèces connues dans lesquelles la chimérisme détermine le sexe. Cependant, certains scientifiques estiment qu'il existe environ 20 000 espèces de fourmis et que les systèmes de reproduction de la plupart n'ont pas été étudiés.

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