Une nouvelle forme de société de fourmis est apparue chez une espèce et s’est propagée à d’autres espèces.

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Fire Ants Close Up

Fourmis de feu en gros plan

Des scientifiques de l’Université Queen Mary de Londres ont découvert qu’une nouvelle forme de société de fourmis s’est propagée à travers les espèces. Ils ont constaté qu’après l’évolution de la nouvelle forme de société chez une espèce, un “supergène social” portant le jeu d’instructions de la nouvelle forme sociale s’est répandu dans d’autres espèces. Cette propagation s’est faite par hybridation, c’est-à-dire par reproduction entre fourmis d’espèces différentes. Cet événement improbable fournit un mode de vie alternatif, rendant les fourmis plus prospères que si elles n’avaient que la forme sociale originale.

Les fourmis de feu rouges n’avaient à l’origine que des colonies avec une seule reine. L’équipe a découvert précédemment qu’il y a environ un million d’années, une nouvelle forme sociale a évolué où les colonies pouvaient avoir des dizaines de reines. Une version particulière d’une grande section du chromosome, appelée “supergène social”, comprend l’information génétique nécessaire pour que les ouvrières acceptent plus d’une reine. La nouvelle recherche, publiée aujourd’hui (11 mars 2022) dans Nature Communicationsa analysé les génomes entiers ou les jeux d’instructions de 365 fourmis de feu mâles pour examiner l’évolution du supergène social, et a découvert que la même version de ce chromosome est présente chez plusieurs espèces de fourmis de feu.

Le transfert de grandes quantités d’informations génétiques entre espèces est rare en raison des incompatibilités génétiques. Cependant, dans ce cas, les avantages d’avoir plusieurs reines l’ont emporté sur les incompatibilités, et le matériel génétique s’est propagé à plusieurs reprises à d’autres espèces à partir de la seule espèce source dans laquelle cette nouvelle forme sociale a évolué. La forme sociale à reines multiples présente des avantages dans plusieurs situations. Par exemple, une colonie à reines multiples a plus d’ouvrières et peut donc rivaliser avec une colonie à une seule reine. En outre, en cas d’inondation, une colonie à reines multiples est moins susceptible de se retrouver sans reine.

Le Dr Yannick Wurm, lecteur en génomique évolutive et en bioinformatique à l’université Queen Mary de Londres et membre de l’Alan Turing Institute, a déclaré : “Ces recherches révèlent comment les innovations évolutives peuvent avoir un impact sur l’environnement : “Cette recherche révèle comment les innovations évolutives peuvent se propager entre les espèces. Elle montre également comment l’évolution fonctionne au niveau de DNA and chromosomes.

“It was incredibly surprising to discover that other species could acquire a new form of social organization through hybridization. The supergene region that creates multi-queen colonies is a large piece of chromosome that contains hundreds of genes. The many parts of a genome evolve to work together in fine-tuned manners, thus suddenly having a mix with different versions of many genes from another species is complicated and quite rare.

“Instead of executing extra queens as they would in a single-queen colony, the new version of the supergene leads workers to accept multiple queens. Having studied the history of the supergene and new social form extensively, we next want to identify which genes or parts of the supergene region, lead to these changes in behavior. This will also help fill more gaps in our understanding of evolutionary processes.”

Rodrigo Pracana, a lead author of the study, also at Queen Mary University of London added: “Our study shows how detailed analysis of large numbers of wild animals can provide surprising new insight on how evolution works.”

The team from Queen Mary were previously among the first in the world to apply large-scale DNA-sequencing approaches to wild insects – which enabled them to discover one of the first well-known supergenes.

Red fire ants are native to South America and infamous for their painful sting. One of these species is known in many other parts of the world, where it is aggressiveness and high population density have made it an invasive pest. Efforts at controlling the spread of this species have largely been unsuccessful, as indicated by its Latin name, Solenopsis invicta, meaning “the invincible.”

Reference: “Recurring adaptive introgression of a supergene variant that determines social organization” by Eckart Stolle, Rodrigo Pracana, Federico López-Osorio, Marian K. Priebe, Gabriel Luis Hernández, Claudia Castillo-Carrillo, Maria Cristina Arias, Carolina Ivon Paris, Martin Bollazzi, Anurag Priyam and Yannick Wurm, 11 March 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-28806-7

The research was supported by the Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity Change, with Dr. Eckart Stolle assisting as part of the team at Queen Mary before continuing this work at the Leibniz Institute.

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