Les fascinantes techniques de découpe des fourmis coupe-feuilles

Elles ne peuvent certes pas franchir d’immenses édifices en un seul bond, mais les fourmis coupe-feuilles sont de véritables super-héros du monde des insectes. Capables de transporter des morceaux de feuilles jusqu’à six fois leur poids corporel pour cultiver des champignons dans leurs terriers, ces créatures fascinantes déterminent la taille des fragments qu’elles découpent avec leurs mandibules. Comment y parviennent-elles ? Utilisent-elles leurs corps comme une simple règle, ou bien s’adaptent-elles à l’épaisseur d’une feuille tout en la démembrant ?

Flavio Roces, de l’Université de Würzburg en Allemagne, a décidé de percer ce mystère. Il a découvert, en compagnie de ses collègues Daniela Römer et Rebecca Exl, que chaque fourmi suit la position du bord de la feuille en la tenant avec ses pattes arrière tout en pivotant son corps lorsqu’elle découpe.

La technique de découpe des fourmis

Les chercheurs ont d’abord cherché à comprendre comment les insectes découpaient régulièrement des fragments de feuilles. Pour ce faire, ils ont confectionné de fausses feuilles avec du Parafilm® – une couche pour les feuilles minces (0,13 mm), trois pour les feuilles épaisses (0,38 mm) – qu’ils ont ensuite frottées avec des feuilles de ronces écrasées ou de l’huile de rose pour les rendre plus attirantes pour les fourmis.

Ces feuilles ont ensuite été installées dans la zone de collecte d’une colonie de fourmis Atta sexdens en laboratoire. Dès qu’une fourmi montait à bord, la feuille était récupérée et positionnée devant une caméra pour enregistrer les manœuvres de l’insecte.

Comment les fourmis contrôlent la taille des fragments

Alors, comment les fourmis contrôlent-elles la taille des fragments qu’elles découpent ? Leur est-il possible de guider leur trajectoire de découpe à partir de la position de leurs pattes arrière qui tiennent le bord de la feuille ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont observé les fourmis à mi-chemin d’une découpe, puis ont inséré délicatement un morceau de papier entre la fourmi et la fausse feuille pour libérer la prise de l’insecte pendant qu’il continuait à découper. Sans la connaissance de la position de leurs pattes par rapport au bord de la feuille, certaines fourmis découpaient de plus petits fragments elliptiques. Cela démontre qu’elles se servent des informations fournies par leurs pattes arrière pour guider la trajectoire de leur découpe.

Le rôle des capteurs sensoriels

Cependant, certaines fourmis étaient toujours capables de découper des fragments de taille similaire. Utilisaient-elles d’autres informations sensorielles pour guider leur trajectoire ?

Les poils à l’avant du cou, qui détectent la position de la tête, pourraient-ils contribuer à leur sens de la direction de la coupe ? Les chercheurs ont alors rasé ces poils et ont permis aux fourmis de découper une feuille de Parafilm® tout en détachant doucement les pattes de l’insecte du bord avec le garde-papier. Cette fois, les fourmis ont complètement perdu la notion de direction, produisant des fragments de forme aléatoire.

Cela démontre que les fourmis coupe-feuilles dépendent de la connaissance de la position du bord de la feuille fournie par leurs pattes, et de la position de leurs têtes, pour maintenir leur découpe sur la courbe et s’assurer qu’elles ne découpent jamais de fragments dépassant leur force exceptionnelle.

En synthèse

Les fourmis coupe-feuilles, véritables prodiges de la nature, sont capables de réaliser des prouesses d’une précision stupéfiante. Leur habileté à découper des feuilles avec une telle minutie, en s’adaptant à l’épaisseur de celles-ci et en utilisant leurs pattes et leurs têtes comme guides, est véritablement remarquable. Cependant, il est également fascinant de voir comment la suppression de certains capteurs sensoriels peut bouleverser leur technique de découpe. La science continue d’apprendre de ces incroyables insectes.

Leurs découvertes ont été publiées dans le Journal of Experimental Biology.

Légende image principale : la fourmi coupeuse de feuilles découpe un morceau de ®Parafilm. En haut à gauche : début de la découpe, la patte arrière la plus proche tenant le bord du ®Parafilm. En haut à droite : à mi-chemin de la découpe, les deux pattes arrière tenant le bord. En bas à gauche : la coupe est presque terminée, la deuxième patte arrière tient le bord. En bas à droite : coupe terminée. Crédit photo : Daniela Römer.

RÉFÉRENCE : Römer, D., Exl, R. et Roces, F. (2023). Two feedback mechanisms involved in the control of leaf fragment size in leaf-cutting ants (Deux mécanismes de rétroaction impliqués dans le contrôle de la taille des fragments de feuilles chez les fourmis coupeuses de feuilles). J. Exp. Biol. 226, jeb244246. doi:10.1242/jeb.244246