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Pourquoi les fourmis ont de meilleurs soins de santé que vous
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Des fourmis médecins amputant un membre infecté
Sous le sol forestier, où prospèrent les sociétés animées des fourmis, se déploie un système de soins extraordinaire, qui allie guerre chimique, organisation sociale et même résilience contagieuse pour lutter contre les maladies. Avec des colonies pouvant abriter jusqu’à un demi-million d’ouvrières, des espèces comme la fourmi des bois et la fourmi noire des jardins ont développé des méthodes complexes pour se protéger des effets dévastateurs des agents pathogènes. Leurs tactiques rappellent certaines des stratégies humaines les plus sophistiquées, des antiseptiques et de la quarantaine à la vaccination et à la distanciation sociale, le tout dans un monde miniature, mais hautement organisé.
Désinfection médicale
Prenons par exemple la fourmi des bois, Formica paralugubris. Vivant dans des colonies très peuplées comptant plusieurs centaines de milliers d’ouvrières, elles sont particulièrement vulnérables aux épidémies, mais elles ont maîtrisé une forme avancée de désinfection. Quand la maladie menace, ces minuscules chimistes mélangent l’acide formique de leurs glandes à venin à des résines d’arbres antimicrobiennes pour créer un puissant mélange antiseptique dont elles enduisent le nid, le transformant en forteresse protégée par des substances chimiques. Cette préparation ne fait pas que garder le nid propre : elle élimine aussi les microbes nocifs présents sur les fourmis qui reviennent de leurs sorties de 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 capable de décimer des populations entières d’insectes.
Formica paralugubris avec de la résine, par Jonghyun Park
Certaines espèces, comme les fourmis moissonneuses, produisent des antibiotiques naturels tels que l’albomycine, qui peuvent combattre efficacement des bactéries résistantes aux médicaments comme le SARM. Ces découvertes ont incité les chercheurs à explorer le potentiel des composés issus des fourmis comme nouvelle classe de traitements contre les superbactéries humaines.
Amputations et chirurgie
Cependant, même à l’échelle individuelle, les fourmis ont appris à contrôler la maladie dans tout leur corps. Des chercheurs ont mené des expériences comportementales et microbiologiques pour comprendre la réaction des ouvrières C. floridanus envers leurs congénères blessées. Ils ont découvert que lorsqu’une ouvrière se blessait à la patte au niveau du fémur, les autres fourmis amputaient rapidement le membre endommagé en le sectionnant à sa base avec leurs mandibules. Cette réaction rapide augmentait considérablement les chances de survie de la fourmi blessée, par rapport à celles dont les blessures n’étaient pas soignées. En revanche, lorsque les blessures se situaient plus loin du corps (plus près du pied), les congénères réagissaient différemment. Au lieu de procéder à une amputation, elles se concentraient sur les soins de la plaie, directement au niveau de la blessure.
L’amputation ne semblait améliorer les chances de survie que lorsqu’elle était pratiquée immédiatement après l’exposition à l’agent pathogène. Retarder l’intervention rendait les fourmis vulnérables à l’infection. Des scanners micro-TDM détaillés ont révélé que la circulation de l’hémolymphe (le sang des fourmis) pourrait être au cœur de leur prise de décision. Les muscles responsables de la circulation de l’hémolymphe étaient concentrés dans le fémur, ce qui laisse penser que les blessures au fémur pourraient ralentir la propagation des agents pathogènes suffisamment longtemps pour permettre aux autres fourmis du nid de procéder à des amputations salvatrices.
Distanciation sociale
Lors des épidémies, les fourmis adoptent une stratégie 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 réorganisent rapidement la structure de leur nid afin de limiter la propagation de la maladie. Après avoir introduit des fourmis infectées par un champignon dans des colonies de laboratoire, les scientifiques ont observé que les fourmis en bonne santé commençaient à séparer les ouvrières chargées de la recherche de nourriture, plus susceptibles d’être exposées à la maladie, de la reine et du couvain, qu’elles plaçaient dans les zones centrales mieux protégées. Ces changements ont créé des barrières naturelles, semblables aux mesures de quarantaine humaines, afin de minimiser les contacts entre individus sains et malades.
Des scientifiques ont utilisé des codes QR individuels pour suivre le comportement des fourmis en présence d’une maladie infectieuse. (Photo : Timothée Brütsch, Université de Lausanne)
Vaccination
Pourtant, même si les fourmis infectées sont dans une certaine mesure mises à l’écart, elles ne sont pas complètement isolées ni laissées à elles-mêmes. En fait, les fourmis adoptent un comportement appelé « immunisation sociale », qui consiste à répandre délibérément une forme atténuée de l’agent pathogène dans toute la colonie. Lorsqu’une fourmi lèche une congénère infectée pour éliminer les spores fongiques, certaines de ces spores se déposent sur le corps de la fourmi qui la toilette, en petites quantités maîtrisables. Cette exposition à faible dose agit comme une sorte de vaccination, préparant le système immunitaire des fourmis saines à combattre l’agent pathogène. Sylvia Cremer et son équipe de l’Institut des sciences et technologies d’Autriche ont découvert que ce comportement contribue à instaurer une réponse immunitaire à l’échelle de la colonie, où la production accrue de protéines antifongiques renforce la résistance de l’ensemble du groupe. Ainsi, malgré la présence du champignon, seules environ 2 % des fourmis des colonies immunisées socialement succombent à l’infection, un taux de mortalité remarquablement faible pour une société aussi étroitement unie.
Le système immunitaire social des fourmis
La possibilité que des solutions aux défis les plus pressants de la médecine moderne viennent du monde des fourmis souligne le potentiel pharmacologique inexploité de la nature.
Cette interaction complexe entre les défenses chimiques et les comportements sociaux montre que les fourmis ne sont pas de simples insectes luttant individuellement 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 le couvain loin des zones infectées, elles créent une architecture vivante et dynamique qui évolue en réponse aux menaces de maladie. Cet environnement adaptable pourrait inspirer de nouvelles approches en architecture et en santé publique humaines, et mener à la conception de bâtiments et d’espaces visant à limiter la propagation des maladies infectieuses en modifiant en temps réel leur agencement ou la circulation de l’air.
Les sociétés de fourmis remettent également en question nos idées sur la quarantaine et l’isolement.
Alors que les humains isolent généralement complètement les malades, les fourmis adoptent une approche plus équilibrée, qui associe la distanciation à une exposition contrôlée à faible dose aux agents pathogènes. Leur habitude de répartir les spores fongiques dans toute la colonie contribue non seulement à renforcer l’immunité, mais aussi à partager le fardeau de l’infection, témoignant d’une forme de résilience contagieuse ou d’« altruisme infectieux ». En veillant à ce que chaque membre de la colonie soit quelque peu exposé à l’agent pathogène, les fourmis renforcent collectivement leurs défenses contre de futures épidémies.
En somme, les fourmis ont transformé leurs colonies en bastions fortifiés et en cliniques, où défenses chimiques, aménagements architecturaux et comportements sociaux s’entremêlent pour créer un système immunitaire social résilient. Leur capacité à s’adapter aux menaces de maladie et à y répondre avec une telle précision offre des pistes bien au-delà de l’entomologie et laisse entrevoir de nouvelles façons pour les humains d’envisager la gestion de la santé publique et la prévention de la propagation des infections.
Des tunnels enduits de substances chimiques de la fourmi des bois aux plans de nidification stratégiques de la fourmi noire des jardins, les leçons de ces minuscules médecins du monde naturel pourraient détenir la clé pour garder en bonne santé même les populations les plus importantes. Les fourmis perfectionnent leur savoir-faire depuis des millions d’années et, aujourd’hui, il semble que ce soit à notre tour d’apprendre de leurs merveilles miniatures de la médecine.
Lectures complémentaires
Sebastian Stockmaier et al.,Maladies infectieuses et distanciation sociale dans la nature. Science 371, eabc8881(2021).DOI:10.1126/science.abc8881
Frank, Erik.T. et al., Amputations des pattes dépendantes des blessures pour combattre les infections dans une société de fourmis. Current Biology, Volume 34, Issue 14, 3273 - 3278.e3
Pull CD, Cremer S. Les reines fondatrices de colonies empêchent les maladies en adoptant un comportement d’élimination prophylactique des cadavres. BMC Evol Biol. 13 oct. 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 des agents pathogènes coinfectants », 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 sur les arbres. Ecol Evol. 6 mars 2017;7(7):2249-2254. doi: 10.1002/ece3.2834. PMID: 28405288; PMCID: PMC5383563.
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