La dopamine, motive énormément la collecte chez les fourmis fourragères
Les colonies de la fourmi moissonneuse rouge (Pogonomyrmex barbatus ) recherchent dans le désert des graines qui fournissent à la fois de la nourriture et de l’eau. Les butineuses perdent de l’eau au soleil du désert, et le taux de perte d’eau est plus élevé dans des conditions sèches. Pour gérer le compromis entre l’accumulation de nourriture et la perte d’eau, les colonies ajustent l’activité de recherche de nourriture aux changements des conditions ambiantes, en particulier l’humidité. Dans une nouvelle étude, le chercheur de l’Université de Stanford, Daniel Friedman, et ses co-auteurs ont examiné la base neurophysiologique de la variation entre les colonies dans la façon dont elles régulent leur comportement de recherche de nourriture collective.
Certaines ouvrières traitées à la dopamine ont été marqués par de la peinture pour se distinguer des autres ouvrières lors de cette expérience.
«Une colonie de fourmis agit presque comme un organisme multicellulaire; la colonie est l’unité évolutive », a déclaré Friedman.
«Nous voulions voir si les variations de comportement collectives entre les colonies étaient associées à des différences dans la chimie du cerveau des fourrageurs individuels.»
Premièrement, Friedman et ses collègues de l’Université de Stanford, de l’Université de Virginie, des universités de Californie, de Los Angeles et de San Diego ont collecté des butineuses dans six colonies de fourmis cueilleuses rouges déjà étudiées dans le désert de l’Arizona. La moitié des colonies butinent souvent par temps sec, tandis que les autres gardent leurs butineuses à la maison les jours plus secs.
Lorsque les chercheurs ont disséqué le cerveau des butineuses et mesuré l’expression des gènes avec le séquençage de l’ARN, ils ont trouvé des différences entre les deux groupes dans l’expression de gènes liés à la signalisation et au métabolisme des neurotransmetteurs.
Voyant ces résultats, ils se sont demandé si la manipulation des niveaux cérébraux d’un neurotransmetteur appelé dopamine influencerait le comportement des butineuses sur le terrain. L’équipe a décidé d’étudier un nouvel ensemble de neuf colonies en Arizona. Pour chacune de ces colonies, les scientifiques ont traité certains compagnons de nid avec de la dopamine et d’autres avec une solution de contrôle.
Ils ont codé la couleur des fourmis par groupe avec de la peinture. Le lendemain de l’administration, ils ont observé que les fourmis traitées à la dopamine faisaient plus de voyages de recherche de nourriture que leurs compagnons de nid traités au contrôle.
Ils ont également constaté que les colonies affectées par la dopamine semblaient naturellement plus sensibles à l’humidité, se nourrissant davantage les jours plus difficiles et restant à la maison les jours plus secs.
Pour vérifier leurs résultats, les auteurs de l’étude ont répété l’expérience mais ont ajouté un groupe traité à la 3-iodo-tyrosine, un produit chimique qui inhibe la dopamine. Ils ont vu l’effet inverse: l’inhibiteur de la synthèse de la dopamine a fait en sorte que les fourmis traitées se nourrissent moins.
«L’augmentation de la dopamine cérébrale des fourmis semble augmenter le butinage individuel des fourmis. Cela soutient l’idée que les différences de comportement entre les partenaires de nid pourraient être liées à des différences dans les niveaux de dopamine dans le cerveau », a déclaré Friedman.
«Nous savons que le risque individuel que prennent les butineuses est lié à la prise de décision collective de la colonie, mais il y a beaucoup plus à apprendre là-bas.
L’ étude a été publiée dans la revue iScience .
Daniel A. Friedman et coll . Le rôle de la dopamine dans la réglementation collective de la recherche de nourriture chez les fourmis récolteuses. iScience , publié en ligne le 27 septembre 2018
