Défenses immunitaires et division du travail chez les fourmis

Immune defence and division of labour in ants

• Auteur / Autrice : Aurélie Bocher
• Direction : Claudie Doums
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Immunologie évolutive

Variation immunitaire

Conflits reproducteurs

Immunosuppression

Placité phénotypique

Risque d'infection

Diacamma

Cataglyphis

Résumé

Chez les insectes sociaux, les défenses immunitaires sont importantes à la fois pour la survie individuelle et pour la protection de la colonie contre les infections parasitaires. Nous avons étudié comment les défenses immunitaires, qui sont un trait coûteux, étaient modulées par la division du travail concernant la reproduction ou les autres tâches. En effet, les différentes fonctions assurées par les individus au sein de la colonie peuvent être associées à des contraintes sélectives distinctes et donc faire varier l’investissement immunitaire. Réciproquement, considérer les défenses immunitaires comme un trait d’histoire de vie peut aider à comprendre certains aspects de l’évolution sociale. Les fourmis offrent des modèles intéressants pour ces problématiques. Dans un premier temps, nous avons étudié l’impact des conflits reproducteurs dans une espèce de fourmi sans reine, Diacamma sp. Nilgiri. Un taux plus faible de travail et une immunosuppression ont été observés dans les groupes affectés par les conflits, ce qui suggère un coût des conflits reproducteurs. Dans un deuxième temps, nous avons examiné les niveaux de phénoloxydase (PO) et prophénoloxydase (PPO), deux enzymes importantes du système immunitaire des insectes, chez les ouvrières de la fourmi Cataglyphis velox. Nous avons trouvé que les fourrageuses présentaient des niveaux plus élevés de PO que les ouvrières internes. Ceci semble indiquer une élévation du niveau de PO chez les fourrageuses en lien avec le risque élevé de blessures et d’infection à l’extérieur du nid. Enfin, nous avons fait l’hypothèse que les ouvrières inactives, fréquemment observées dans les colonies, pourraient investir plus de ressources dans les défenses immunitaires. Nous avons conduit une étude comportementale chez Cataglyphis velox associée à des mesures de défenses immunitaires. Nous n’avons pas mis en évidence de lien entre l’inactivité des ouvrières et leurs défenses immunitaires mais d’autres paramètres immunitaires pourraient être analysés. L’ensemble de ces travaux suggère que la division du travail pourrait influencer la variation intra-coloniale dans l’immunité et souligne l’importance de prendre en compte les défenses immunitaires dans l’étude des insectes sociaux.

Immune defence is a fundamental trait determining fitness in social insects, both by increasing individual survival and by limiting contamination at colony level. We investigated how individual variation in immune defence, which is a costly trait, is related to division of labour concerning reproduction or sterile tasks. Indeed, the different worker functions within the colony may be associated to distinct selection pressures and thus induce a variation in immune defence. Reciprocally, including immune defence as a life-history trait can help to understand some aspects of social evolution. Ants offer interesting models to address these questions. Firstly, we studied the effects of reproductive conflicts on labour and immune defence in a queenless ant, Diacamma sp. From Nilgiri. The groups affected by conflicts showed a lower rate of labour and an immunosuppression, suggesting a cost of reproductive conflicts. Secondly, we investigated the levels of phenoloxidase (PO) and prophenoloxidase (PPO), two major enzymes of the insect immune system, in workers of the ant Cataglyphis velox. We found a higher PO activity in foragers than in intra-nidal workers, which could result from an adaptive up-regulation of PO in foragers in relation to the high risk of infection and wounding outside the nest. Finally, we hypothesized that inactive workers, often observed in social insect colonies, may invest more resources in immune defence. We conducted a behavioural and immunological study in Cataglyphis velox to analyse the relation between inactivity and immune defence. Our hypothesis was not supported but could be further studied by measuring other immune parameters. This work suggests that division of labour may influence the intra-colonial immune variation and highlights the importance of considering immune defence for the study of social insects.