Pourquoi les fourmis bénéficient de meilleurs soins de santé que vous
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Des médecins fourmis amputent un membre infecté
Sous le sol de la forêt, où prospèrent les sociétés trépidantes de fourmis, se déploie un système de santé extraordinaire, qui associe guerre chimique, organisation sociale et même résilience contagieuse pour repousser les maladies. Avec des colonies pouvant abriter jusqu’à un demi-million d’ouvrières, des espèces comme la fourmi des chaumes et la fourmi noire des jardins ont développé des méthodes complexes pour se protéger des effets dévastateurs des agents pathogènes. Leurs tactiques reflètent certaines des stratégies humaines les plus sophistiquées, des antiseptiques à la quarantaine en passant par la vaccination et la distanciation sociale, le tout réduit à une échelle réduite à un monde miniature mais hautement organisé.
Désinfection médicale
Prenons l’exemple de la fourmi des chaumes, Formica paralugubris . Vivant dans des colonies densément peuplées de plusieurs centaines de milliers d’ouvrières, elle est particulièrement vulnérable aux épidémies, mais elle maîtrise une forme avancée de désinfection. Lorsque la maladie se profile, ces minuscules chimistes mélangent l’acide formique de leurs glandes à venin avec des résines d’arbres antimicrobiennes pour créer un puissant mélange antiseptique qui recouvre le nid, le transformant en une forteresse chimiquement fortifiée. Cette concoction non seulement garde le nid propre, mais brûle également les microbes nocifs sur les fourmis qui reviennent de l’extérieur en quête de nourriture, garantissant ainsi la protection de toute la colonie. Le mélange renforce considérablement les propriétés antifongiques de la résine, rendant le nid presque imperméable aux agents pathogènes comme Metarhizium brunneum , un champignon qui peut anéantir des populations entières d’insectes.
Formica paralugubris avec résine, par Jonghyun Park
Certaines espèces, comme les fourmis moissonneuses, produisent des antibiotiques naturels comme l’albomycine, qui peuvent combattre efficacement les bactéries résistantes aux médicaments comme le SARM. Ces découvertes ont incité les chercheurs à explorer le potentiel des composés dérivés des fourmis comme nouvelle classe de traitements contre les superbactéries humaines.
Amputations et chirurgie
Cependant, même au niveau individuel, les fourmis ont appris à contrôler les maladies dans tout leur corps. Les chercheurs ont mené des expériences comportementales et microbiologiques pour comprendre la réaction des ouvrières de C. floridanus face à des congénères blessées. Ils ont découvert que lorsqu'une ouvrière avait une jambe blessée au niveau du fémur, les autres fourmis amputaient rapidement le membre endommagé en mordant la jambe à sa base. Cette réaction rapide améliorait considérablement les chances de survie de la fourmi blessée, par rapport à celles dont les blessures n'avaient pas été soignées. Cependant, lorsque les blessures étaient plus distales, c'est-à-dire plus proches du pied, les congénères réagissaient différemment. Au lieu d'amputer, elles concentraient leur attention sur les soins de la plaie au niveau du site de la blessure.
L'amputation ne semble avoir d'effet sur la survie que lorsqu'elle survient immédiatement après l'exposition à un agent pathogène. En retardant la procédure, les fourmis sont vulnérables à l'infection. Des micro-scanners détaillés ont révélé que la clé de la prise de décision des fourmis pourrait résider dans la circulation de l'hémolymphe (le sang des fourmis). Les muscles responsables de la circulation de l'hémolymphe sont concentrés dans le fémur, ce qui suggère que les blessures au fémur peuvent ralentir la propagation des agents pathogènes suffisamment longtemps pour que les membres du nid puissent procéder à des amputations salvatrices.
Distanciation sociale
Lors d’épidémies, les fourmis adoptent une approche qui nous est peut-être familière : la distanciation sociale. Des chercheurs de l’Université de Bristol ont découvert que lorsque ces fourmis détectent une infection dans la colonie, elles reconfigurent rapidement l’agencement de leur nid pour limiter la propagation de la maladie. Après avoir introduit des fourmis infectées par des champignons dans des colonies de laboratoire, les scientifiques ont observé que les fourmis en bonne santé commençaient à séparer les fourmis butineuses, plus susceptibles d’être exposées aux maladies, et la reine et la couvée dans des zones centrales et protégées, plus protégées. Ces changements ont créé des barrières naturelles, à l’image des mesures de quarantaine humaines, pour minimiser les contacts entre les individus sains et malades.
Des scientifiques ont utilisé des codes QR individuels pour suivre le comportement des fourmis en réponse à la présence d'une maladie infectieuse. (Photo : Timothée Brütsch, Université de Lausanne)
Immunisation
Pourtant, même si les fourmis infectées sont quelque peu éloignées, elles ne sont pas complètement isolées ou livrées à elles-mêmes. En fait, les fourmis adoptent un comportement connu sous le nom d'« immunisation sociale », où elles répandent délibérément une forme diluée du pathogène dans toute la colonie. Lorsqu'une fourmi lèche une fourmi infectée pour éliminer les spores fongiques, certaines de ces spores se transfèrent dans le corps de la fourmi en petites quantités gérables. Cette faible exposition agit comme une sorte de vaccination, préparant le système immunitaire des fourmis saines et les préparant à combattre le pathogène. Sylvia Cremer et son équipe de l'Institut de science et de technologie d'Autriche ont découvert que ce comportement contribue à établir une réponse immunitaire à l'échelle de la colonie, où une production accrue de protéines antifongiques renforce la résilience de l'ensemble du groupe. En conséquence, malgré la présence du champignon, seulement environ 2 % des fourmis des colonies socialement immunisées succombent à l'infection, un taux de mortalité remarquablement faible pour une société très soudée.
Le système immunitaire social des fourmis
La possibilité que les solutions aux défis les plus urgents de la médecine moderne puissent venir du monde des fourmis souligne la promesse pharmacologique inexploitée qui réside dans la nature.
Cette interaction complexe entre défenses chimiques et comportements sociaux montre que les fourmis ne sont pas seulement des insectes individuels luttant pour leur survie, mais qu’elles participent à un « système immunitaire social » hautement coordonné. Dans ce système, les actions de chaque fourmi contribuent à la santé de la colonie dans son ensemble. Par exemple, lorsque les fourmis noires des jardins déplacent la reine et la couvée loin des zones infectées, elles créent une architecture dynamique et vivante qui évolue en réponse aux menaces de maladies. Cet environnement adaptable pourrait inspirer de nouvelles approches en matière d’architecture humaine et de santé publique, pouvant conduire à la conception de bâtiments et d’espaces conçus pour limiter la propagation des maladies infectieuses en modifiant l’agencement ou les schémas de circulation d’air en temps réel.
Les sociétés de fourmis remettent également en question nos hypothèses sur la quarantaine et l’isolement.
Alors que les humains isolent généralement les malades, les fourmis adoptent une approche plus équilibrée qui combine distanciation et exposition contrôlée aux agents pathogènes. Leur habitude de redistribuer les spores fongiques dans la colonie contribue non seulement à renforcer l'immunité, mais aussi à partager le fardeau de l'infection, démontrant ainsi une sorte de résilience contagieuse ou « d'altruisme infectieux ». En veillant à ce que chaque membre de la colonie soit exposé à l'agent pathogène, les fourmis renforcent collectivement leur défense contre de futures épidémies.
En substance, les fourmis ont transformé leurs colonies en forteresses et en cliniques, où les défenses chimiques, les ajustements architecturaux et les comportements sociaux s'entremêlent pour créer un système immunitaire social résilient. Leur capacité à s'adapter et à répondre aux menaces de maladies avec une telle précision offre des perspectives bien au-delà de l'entomologie, laissant entrevoir de nouvelles façons pour les humains de penser à la gestion de la santé publique et à la prévention de la propagation des infections.
Des tunnels enduits de produits chimiques de la fourmi chaume aux nids stratégiques de la fourmi noire des jardins, les leçons de ces minuscules médecins du monde naturel pourraient bien être la clé pour maintenir en bonne santé même les plus grandes populations. Les fourmis perfectionnent leur art depuis des millions d'années, et il semblerait que ce soit à notre tour d'apprendre de leurs merveilles miniatures de médecine.
Lectures complémentaires
Sebastian Stockmaier et al.,Maladies infectieuses et distanciation sociale dans la nature.Science371 ,eabc8881(2021).DOI: 10.1126/science.abc8881
Frank, Erik.T. et al., Amputations des pattes en fonction des blessures pour combattre les infections dans une société de fourmis. Current Biology, Volume 34, Numéro 14, 3273 - 3278.e3
Pull CD, Cremer S. Les reines des fourmis cofondatrices préviennent les maladies en adoptant un comportement prophylactique. BMC Evol Biol. 13 octobre 2017 ; 17(1) : 219. doi : 10.1186/s12862-017-1062-4. PMID : 29025392 ; PMCID : PMC5639488
Milutinović, B. et al. (2020) « L' immunité sociale module la compétition entre les agents pathogènes co-infectieux », Ecology Letters , 23(3), pp. 565–574. doi:10.1111/ele.13458.
Brütsch T, Jaffuel G, Vallat A, Turlings TC, Chapuisat M. Les fourmis des bois produisent un puissant agent antimicrobien en appliquant de l'acide formique sur la résine récoltée dans les arbres. Ecol Evol. 2017 6 mars ; 7(7) : 2249-2254. doi : 10.1002/ece3.2834. PMID : 28405288 ; PMCID : PMC5383563.
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