Division du travail, apprentissage et perception des odeurs chez la fourmi Camponotus aethiops

Division of labour, olfactory learning and perception in the ant camponotus aethiops

• Auteur / Autrice : Margot Perez
• Direction : Patrizia D’Ettorre, Martin Giurfa
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ethologie
• Date : Soutenance le 08/01/2015
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'éthologie expérimentale et comparée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Sorbonne Paris Nord (Bobigny, Villetaneuse, Seine-Saint-Denis ; 1970-....)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Fresneau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Coureaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Christophe Sandoz, Roxana Josens

Mots clés

Mots clés contrôlés

Camponotes

Odeurs

Perception olfactive

Division du travail

Mots clés libres

Apprentissage appétitif

Appetitive learning

Résumé

Les fourmis forment des sociétés complexes où les individus sont spécialisés dans des tâches spécifiques (e.g., reproduction, soin au couvain, fourragement) et leur comportement naturel repose principalement sur l’olfaction. L’objet de ce travail était d’améliorer nos connaissances sur la division du travail, l’apprentissage et la mémoire olfactifs chez la fourmi Camponotus aethiops, qui fourrage en partie des nectars extra-floraux. Nous avons montré que la sensibilité au sucre différait entre les castes reproductrices et ouvrières, illustrant le modèle des seuils de réponse, qui postule que la division du travail émerge des différences dans la sensibilité à des stimuli biologiquement pertinents pour la réalisation des tâches. La sensibilité au sucre sous-tend les performances d’apprentissage olfactif appétitif : plus la fourmi est sensible au sucre, mieux elle apprend l’association appétitive. Ainsi, les fourrageuses, plus sensibles au sucre que les nourrices, apprenaient mieux l’association odeur-sucre. Les dimensions chimiques des odeurs (e.g. longueur de chaîne carbonée, groupe fonctionnel) et l’expérience olfactive jouent un rôle central dans la perception des odeurs. La similarité perceptuelle entre des odeurs d’un même groupe fonctionnel (aldéhyde) était inversement proportionnelle à la différence de chaîne carbonée entre les odeurs. De plus, la discrimination olfactive était améliorée par un apprentissage différentiel. Enfin, nous avons montré que la perception des mélanges d’odeurs dépendait de la combinaison du groupe fonctionnel et de la longueur de chaîne carbonée, avec généralement une plus grande saillance des alcools sur les aldéhydes et des chaînes longues sur les courtes. Notre étude apporte une meilleure compréhension de la division du travail, la perception et l’apprentissage olfactifs chez la fourmi.

Ants in compex societies where different individuals are specialized in particular tasks. In their natural environnement, the majority of ants species rely on olfactory cues. We aimed at understanding division of labour, olfactory perception and learning in the ant C. aetiops. The species forages partly on extra-floral nectaries, therefore uncovering the mechanisms underlying olfactory learning and perception of floral volatiles, is biologically relevant. We reveal interindividual variability in sucrose responsiveness among reproductive and behavioural castes, arguing in favour of models positing that division of labour emerges from differences in sensitivity to task-related stimuli. Sucrose mediates olfactory appetive learning success : the more sensitive to sucrose is an ant, the better it learns the appetive association. Accordingly, foragers, more sensitive to sucrose than nurses, learned better the odour-sucrose association. We show that odour's chemical dimensions (carton-chain lenght ; functional group) and olfactury experience play a significant role in olfactury perception in this ant species. Perceptual similarity between odours belonging to the same functional group was inversely related to the difference in carbon-chain lenght between odours and could be affected by the conditioning procedure. Finally, we demonstrated that binary mixtureperception relies on the combination of functional group and carbon-chain lenght, with generally a larger salience for alcohol over aldehydes and of long carbon-chain lenght over shorter ones. Our study contributes to a better understanding of division of labour, olfactory perception and olfactory learning in ants.