Des fourmis symbiotiques et leur plante-hôte carnivore
Publié par Michel le 30/05/2012 à 00:00
Source: CNRS-INEE
Dans les zones inondées des forêts tropicales humides, l'azote est difficilement assimilable par les racines, la nutrition est un véritable défi pour les plantes. Certaines ont développé des adaptations qui leur permettent de retirer un bénéfice nutritionnel des insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par...). C'est le cas des plantes carnivores et des plantes myrmécotrophes qui ont développé respectivement des relations antagonistes avec les insectes ou mutualistes avec les fourmis.

Nepenthes bicalcarata est une liane carnivore qui pousse (Pousse est le nom donné à une course automobile illégale à la Réunion.) dans les forêts tourbeuses et marécageuses de Bornéo (Bornéo est une île du sud-est asiatique (Insulinde).) et qui capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui passe au voisinage d'un astre, est retenu dans la gravisphère de ce dernier. La capture de l'objet céleste...) des insectes dans ses feuilles modifiées en urnes. Elle présente la particularité d'abriter dans sa vrille la fourmi Camponotus schmitzi qui obtient respectivement de son nectar et de ses proies un bénéfice glucidique et protéique. En revanche, le bénéfice que retire la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des Eucaryotes. Elles sont, avec les autres végétaux...) de ce mutualisme potentiel n'avait pas été clairement élucidé. Des travaux récents de scientifiques de l'UMR AMAP à Montpellier suggéraient que ces fourmis aident la plante à capturer ses proies en attaquant en embuscade les insectes qui tombent dans l'urne. Mais comme les fourmis consomment une partie de ces proies, il leur restait à tester si au final la plante retirait un avantage nutritionnel de cette association.


© Vincent Bazile et Laurence Gaume
La photo du haut montre une reine de Camponotus schmitzi sur une urne de Nepenthes bicalcarata. On voit le
trou qu'elle a creusé dans la vrille pour établir son logement: la domatie.
La photo du bas montre l'intérieur d'une domatie habitée par une reine et son couvain.

Les travaux menés principalement par le doctorant (Un doctorant est un chercheur débutant s'engageant, sous la supervision d'un directeur de thèse, dans un projet de recherche sur une durée variable selon les...) Vincent Bazile et tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) juste publiés dans PLoSone répondent à cette question. En utilisant les isotopes stables de l'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le gaz diatomique diazote N2, constituant majoritaire de l'atmosphère...), des mesures de la réflectance des feuilles, de l'herbivorie et de la biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. ...) en proies de la plante, les auteurs montrent que les fourmis contribuent à la nutrition (La nutrition (du latin nutrire : nourrir) désigne les processus par lesquels un être vivant transforme des aliments pour assurer son fonctionnement. La nutrition est également une science pluridisciplinaire, comportant deux...) azotée de leur plante-hôte dans une relation mutualiste à plusieurs facettes. Elles protègent les organes assimilateurs que sont les urnes et diminuent leur taux d'avortement (L'avortement se définit comme l'interruption avant son terme du processus de gestation, c'est-à-dire le développement qui commence à la conception par la...) provoqué en partie par un charançon (Le terme charançon ou balanin est un nom vernaculaire donné à plusieurs espèces d'insectes. Ce sont tous des insectes ravageurs de l'ordre des coléoptères, répartis dans plusieurs genres de la famille des...). Elles augmentent le taux de capture d'insectes par urne. Enfin elles fournissent à la plante une part significative de l'azote des insectes capturés via leurs déchets et fèces déversés dans les urnes. Ainsi, les plantes occupées par les fourmis triplent leur surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) foliaire et leur quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre...) d'azote par rapport aux plantes inoccupées.

Le rôle nutritif de la fourmi est d'autant plus crucial chez Nepenthes bicalcarata que les urnes sont dénuées des traits classiquement utilisés par les autres espèces de Nepenthes pour capturer et digérer leurs proies: une zone cireuse glissante et un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui...) viscoélastique et corrosif. La fourmi agit donc à la fois comme organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas,...) de préhension principal et comme estomac (L’estomac (en grec ancien στόμαχος) est la portion du tube digestif en forme de poche, située entre...) de sa plante-hôte !


La photo du haut montre Alcidodes sp., le charançon qui s'attaque aux urnes en développement de Nepenthes
(deux individus sont en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour transporter des marchandises), et peut être...) de se nourrir et de copuler). En bas, les ouvrières de Camponotus. schmitzi consomment une grosse proie (Une proie est un organisme capturé vivant, tué puis consommé par un autre, qualifié de prédateur.) (une ouvrière de Camponotus gigas, la fourmi géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux branches au-dessus de la séquence principale. Elles se situent entre les...) de Bornéo) qu'elles ont
tuée dans l'urne.


Référence:

A Carnivorous Plant Fed by its Ant Symbiont: a Unique Multi-Faceted Nutritional Mutualism - PLoS ONE (PLoS One est une revue scientifique exclusivement en ligne couvrant tous les domaines de la biologie et de la médecine sans distinction, qui a...) 7(5): e36179. doi:10.1371/journal.pone.0036179, Vincent Bazile, Jonathan A. Moran, Gilles Le Moguédec, David J. Marshall and Laurence Gaume
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