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La fourmi et le champignon

Les relations entre fourmis et plantes sont parfois très conflictuelles… Tout le monde a probablement déjà vu des images de fourmis coupe-feuilles : chargées chacune d’un fragment de plante, elles avancent en interminables files indiennes dans les sous-bois des forêts tropicales, rapportant à la fourmilière leur précieuse petite voile verte.

Ces chargements, dont certains peuvent peser jusqu’à 20 fois le poids d’une ouvrière, ont été découpés au moyen de puissantes mandibules capables de claquer plusieurs milliers de fois par seconde.

Mais pourquoi ces étranges fourmis, appartenant soit au genre Atta, soit au genre Acromyrmex, collectent-elles autant de végétaux, alors qu’elles sont incapables de digérer la cellulose qu’ils contiennent, et ne peuvent donc pas s’en nourrir ?

Réponse : pour les offrir à leur partenaire, un champignon. Car les fourmis coupe-feuilles sont aussi connues sous le nom de fourmis champignonnières, en raison de leur principale activité, la culture de champignons. Cette étrange relation, qui s’est probablement mise en place voici plus de 50 millions d’années, repose sur un échange de bon procédés. Incapables de se nourrir des fragments de végétaux qu’elles découpent, les ouvrières les rapportent à la fourmilière, où ils sont pris en charge par une autre classe de fourmis. Celles-ci mastiquent les morceaux de plantes jusqu’à les réduire en un compost qui va être utilisé pour faire pousser le champignon. Celui-ci, qui ne peut survivre hors de la fourmilière ou se reproduire sans l’aide des fourmis, trouve un environnement favorable à sa croissance. Les insectes, en retour, s’en nourrissent. La fonction principale des cultures de champignons est donc de servir de "tube digestif externe" aux fourmis, incapables de digérer la cellulose des plantes. Mais le champignon n’a pas uniquement un rôle de partenaire passif. En effet, il peut manipuler les fourmis afin qu’elle lui apporte la nourriture la plus adaptée à son développement. Ainsi, si les fourmis rapportent des végétaux toxiques pour en faire du compost, le champignon semble capable d’émettre des signaux chimiques qui vont modifier le comportement des insectes afin qu’elle cesse de récolter ce type de plantes.

Un ménage à trois. Ou quatre.

Plus récemment, les biologistes ont découvert que cette relation de mutualisme faisait intervenir des partenaires supplémentaires, microscopiques ceux-ci : des bactéries vivant sur le corps des fourmis, et capables de produire des antibiotiques qui maintiennent les cultures de champignons en bonne santé. Une découverte qui intéresse au plus haut point les scientifiques, car ces antibiotiques pourraient un jour fournir de nouvelles molécules pour traiter les infections chez l’homme.

Une autre propriété intéresse les chercheurs et les industriels : la capacité de dégradation par les champignonnières de la cellulose contenue dans les plantes apportées par les fourmis. En effet, le processus utilisé pourrait être utilisé pour fabriquer des agrocarburants à partir des déchets agricoles, si l’on en croit certains spécialistes. Mais les connaissances sur la façon dont les végétaux apportés par les fourmis sont dégradés dans la champignonnière sont encore peu nombreuses. Pour preuve : on a longtemps cru que le champignon lui-même était responsable de la dégradation de la cellulose. Toutefois, au début des années 2000, des recherches plus approfondies ont montré qu’il n'en était rien. Et ce n’est qu'en 2010 que les bactéries responsables du phénomène ont été identifiées. Reste à déterminer grâce à quels enzymes elles parviennent à fragmenter la cellulose. Les fourmis champignonnières ont développé des relations complexes avec de nombreux êtres vivants, qui leur a assuré une belle réussite évolutive : les plus grosses colonies peuvent compter plus de 10 millions d’individus, et couvrir près de 600 m2 ! Un succès qui a un impact important sur l’environnement. Les fourmis champignonnières modèlent les sols, les fertilisent… et dévastent malheureusement les végétaux et les cultures environnants, créant un préjudice économique certain.

Les fourmis champignonnières peuvent causer d’importants dégâts à la végétation - Bandwagonman / CC BY-SA 3.0

Pour aller plus loin

Découvrez en vidéo les fourmis Atta à l'oeuvre au Parc Zoologique de Paris, un autre site du Muséum national d’Histoire naturelle.

Découvrez les fourmis Atta au Parc Zoologique de Paris