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Décision                                   Bénéfice                               Signal    Émetteur                      ...
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Communication sonore : stridulation
Appareil stridulatoire des fourmis au microscope                   électronique
Ex de stridulations Solenopsis                            MessorDéplacement                                 CombatAttaque ...
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Chromatographie des 3 espèces   de fourmis Cataglyphis
Reconnaissance colonialeColonies fermées aux individus des autres colonies
Visa chimique de la cuticule = code barrePassera Aron 2005
Profil cuticulaire de Lasius nigerA. Wild                                                 DiMeC31                         ...
Reconnaissance coloniale   chez Lasius niger                    Chaque colonie a son                    visa chimique
Formation de l’odeur colonialeLa Recherche 1998
Abeilles sans dard : des gardiennes spécialisées
Coléoptèresmyrmécophiles
Fourmi hôte et myrmécophile : même odeur FourmiAphaenogaster senilis Sternocoelis hispanus  myrmécophile
Fourmis esclavagistesPolyergus rufescens                      Formica cunicularia                          Photo Thibaud M...
Idem : mimétisme chimique
Phéromones de piste
Dépôt piste MyrmicaPhéromone de piste déposée par l’aiguillon sur le substrat
Piste Pachycondyla   Les fourmis suivent la piste d’une glande spécialisée :   la glande pygidiale dans cet exemple
Piste d’Atta (fourmi    champignonniste) :1mg = 3 fois le tour du monde
RécepteursRécepteurs olfactifs- Fourmis : Pogonomyrmex (fourmi moissonneuse USA)  344 (350 glomérules), fourmi de feu : 40...
Signal de la reine                                      3,11-diMeC27 Profil hydrocarbures cuticulaires         EAGLa reine...
Cerveau de fourmiScience et Vie, mars 2011
Cerveau de fourmi charpentièreCamponotus obscuripes    Vue ventrale                                                    Lob...
Calyx des corps              pédonculés              axoneGlomérules     dendrites              soma                  Lobe...
Alarme et défenseGlande à poison Formica (fourmi rousse des bois) :acide formique (CH2O2)
Tricherie dans la communicationMâles de grenouille taureau silencieux, plus petitsSe posent à proximité des chanteurs pour...
Communication interspécifique   Grillon (Gryllus integer) et mouches parasites Tachinides   Mâles chanteurs parasités à 80...
Teleogryllus oceanicus                              (Australie)neurodojo.blogspot.com                                     ...
Chez Teleogryllus oceanicus il existe une hiérarchieentre les mâles, les dominants agressant les dominéspour les empêcher ...
La communication chimique chez      les microorganismes
Arbre phylétique de la viePlus grande diversité du vivant chez les microbes !
Amibe                   Dictyostelium discoideum                     Se nourrit de bactériesEn période de disetteagrégatio...
Amibes sociales                                  Naïfs                      tricheurs                                     ...
Communication entre plantes et fourmis ?                  Communication entre plantes :              Émission d’un signal ...
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CDDP Tours, 6 avril 2011
Alain Lenoir
IRBI, Université François Rabelais, Tours

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La communication chez les insectes et autres organismes

  1. 1. La communication chez les insectes et autres organismes CDDP Tours, 6 avril 2011 Alain Lenoir IRBI, Université François Rabelais, Tours
  2. 2. Les principaux types de communication - visuelle - tactile - acoustique - chimique - écholocation - mais souvent plusieurs canaux à la fois
  3. 3. Décision Bénéfice Signal Émetteur RécepteurBalance coût / bénéfice Indice Coût Prédateur Parasite
  4. 4. Communication visuellePolistes dominulus USA (Tibbets 2004)Taille tâches de la tête corrélée avec taille corps et dominanceReconnaissance individuelle
  5. 5. Communication tactile• Échanges antennaires Rencontre entre deux fourmis : inspection antennaire
  6. 6. Communication antennaire durant la trophallaxie chez Myrmica
  7. 7. Tricheur : staphylin qui mime la communicationantennaire des fourmis pour obtenir une trophallaxie
  8. 8. Communication sonore : stridulation
  9. 9. Appareil stridulatoire des fourmis au microscope électronique
  10. 10. Ex de stridulations Solenopsis MessorDéplacement CombatAttaque chenille DétresseDétresseAlarme
  11. 11. Communication chimiqueKarlson & Lüscher 1959 : création du terme phéromoneButenandt 1959 identification du bombykol Nombreux comportements - Phéromones sexuelles - Phéromone royale abeilles - Reconnaissance coloniale et à l’intérieur de la colonie entre individus - Alarme - Recrutement de congénères pour la défense du nid exploiter une source de nourriture, déménager (formation de pistes chimiques) - Marquage du territoire
  12. 12. Décision Bénéfice Signal = phéromoneÉmetteur Récepteur même espèce Allomone, synomone Kairomone Insecte pollinisateur Bénéfice Bénéfice réciproqueCoût Prédateur Parasite
  13. 13. 50 ans de phéromonesWyatt (Nature 2009)
  14. 14. Phéromones et signature chimique- Phéromone : molécule ou combinaison de moléculesqui déclenche une réponse innée, tous organismes- Signature chimique : mélange de molécules dont lacomposition est apprise par le récepteur, permettant lareconnaissance de l’autre individu ou colonie- toutes substances perçues par récepteurs olfactifs spécialisésWyatt 2010
  15. 15. Glandes de fourmis40 glandes fourmis21 abeille J. Billen
  16. 16. Chromatographie en phase gazeuse ou phase liquideSpectrométrie de masse Octane C8H18 Hydrocarbures Undécane
  17. 17. Chromatographie des 3 espèces de fourmis Cataglyphis
  18. 18. Reconnaissance colonialeColonies fermées aux individus des autres colonies
  19. 19. Visa chimique de la cuticule = code barrePassera Aron 2005
  20. 20. Profil cuticulaire de Lasius nigerA. Wild DiMeC31 3C31+ DiMeC29 DiMeC31 C27 C25 C31 DiMeC35 C29 C33Lenoir et al 2009
  21. 21. Reconnaissance coloniale chez Lasius niger Chaque colonie a son visa chimique
  22. 22. Formation de l’odeur colonialeLa Recherche 1998
  23. 23. Abeilles sans dard : des gardiennes spécialisées
  24. 24. Coléoptèresmyrmécophiles
  25. 25. Fourmi hôte et myrmécophile : même odeur FourmiAphaenogaster senilis Sternocoelis hispanus myrmécophile
  26. 26. Fourmis esclavagistesPolyergus rufescens Formica cunicularia Photo Thibaud Monnin
  27. 27. Idem : mimétisme chimique
  28. 28. Phéromones de piste
  29. 29. Dépôt piste MyrmicaPhéromone de piste déposée par l’aiguillon sur le substrat
  30. 30. Piste Pachycondyla Les fourmis suivent la piste d’une glande spécialisée : la glande pygidiale dans cet exemple
  31. 31. Piste d’Atta (fourmi champignonniste) :1mg = 3 fois le tour du monde
  32. 32. RécepteursRécepteurs olfactifs- Fourmis : Pogonomyrmex (fourmi moissonneuse USA) 344 (350 glomérules), fourmi de feu : 400 dont 297 certains, fourmi d’Argentine 367, fourmi Camponotus 430 (mâle 215-260)- Blatte américaine 205, Abeille 166-174 (mâle 116), Pou 10, Drosophile 50-60- Homme 900, souris 1500
  33. 33. Signal de la reine 3,11-diMeC27 Profil hydrocarbures cuticulaires EAGLa reine possède un signal (3,11-diméthyl C27) qui est perçupar les ouvrières (EAD = électroantennographie)Pachycondyla (D’Ettorre et al 2004)
  34. 34. Cerveau de fourmiScience et Vie, mars 2011
  35. 35. Cerveau de fourmi charpentièreCamponotus obscuripes Vue ventrale Lobe antennaire Corps pédonculés Calyx Vue dorsale
  36. 36. Calyx des corps pédonculés axoneGlomérules dendrites soma Lobe antennaire 86 neurones sensibles à acide formique
  37. 37. Alarme et défenseGlande à poison Formica (fourmi rousse des bois) :acide formique (CH2O2)
  38. 38. Tricherie dans la communicationMâles de grenouille taureau silencieux, plus petitsSe posent à proximité des chanteurs pour s’interposerTaux de succès faible mais leur seule chance
  39. 39. Communication interspécifique Grillon (Gryllus integer) et mouches parasites Tachinides Mâles chanteurs parasités à 80% et les mâles satellites non chanteurs seulement à 14%.À Hawaï, il est apparu en 2003 une mutation sur les ailesqui empêche les mâles de chanter.En quelques années on trouve 90% des mâles qui ne chantent plus
  40. 40. Teleogryllus oceanicus (Australie)neurodojo.blogspot.com Le chant du grillon attire les chauves-souris Petite chauve-souris brune
  41. 41. Chez Teleogryllus oceanicus il existe une hiérarchieentre les mâles, les dominants agressant les dominéspour les empêcher de chanter.Les mâles subordonnés compensent ce déficit en produisantplus de phéromones cuticulaires (hydrocarbures)qui les rendent plus attractifs envers les femelles
  42. 42. La communication chimique chez les microorganismes
  43. 43. Arbre phylétique de la viePlus grande diversité du vivant chez les microbes !
  44. 44. Amibe Dictyostelium discoideum Se nourrit de bactériesEn période de disetteagrégation et formationd’une frutification fructification limace pédicelle
  45. 45. Amibes sociales Naïfs tricheurs AMPc Cellules altruistes meurent
  46. 46. Communication entre plantes et fourmis ? Communication entre plantes : Émission d’un signal d’alarme volatil à destination des plantes voisinesEn réponse à attaques par un herbivore (un insecte le plus souvent). Vibrations font sortir les fourmis + feuilles endommagées émettent des substances volatiles attractives pour fourmis de terpènes, aldéhydes, alcools, cétones,méthyle-salicylate (= essence de Wintergreen, odeur de pomme sûre, utilisée en parfumerie et arômes alimentaires)
  47. 47. Exemple des acaciasArbres sans fourmis condamnés
  48. 48. ÉvolutionComment signal chimique évolue en phéromone ? Scénario : - mâle capable détecter plus vite femelle prête à pondre sera avantagé sélection vers sensibilité à cette substance - femelle avec plus de substance attirent les meilleurs mâles sélection pour produire plus Final : ces molécules deviennent phéromones (production et réception) Course aux armements entre mâles et femelles ?
  49. 49. Effets des polluants sur la communication La campagne tourangelle le 20 mars 2011
  50. 50. Rachel Carson1907 - 1964Silent spring 1962 : les oiseaux ne chantentplus au printemps sous l’effet des pesticides (DDT)Prohibition du DDT aux USA en 1972
  51. 51. EDCs Endocrine Disruptive Chemicals Pertubateurs endocriniens Theo Colborn Theo Colborn (83 ans) Chimiste puis PhD à 58 ans 1980 découvre que femelles de prédateurs dans grands lacs USA sont déféminisées « Heroes of the environment »Times N° spécial de Times 29 oct 2007
  52. 52. Action des EDCs Testosterone Oestradiol Progesterone O O phthalate O ONoyau aromatique commun hormones sexuelles vertébrés : effet on / off
  53. 53. Effets des polluants sur la communication 1. Interactions prédateur – proie : métaux lourds abaissent seuil détection et évitement prédateur et détection proie chez poissons 2. Perturbateurs endocriniens (phtalates) : détection partenaires sexuels 3. Symbioses plantes – bactéries altérées avec pesticides et PCBPCB = polychlorobiphényles (pyralène)
  54. 54. Communication entre plantes (racines) et micro- organismes Sucres cytokinines acides aminés mycorhizes flavonoïdesacides gras Rhizobium protéines acide malique champignons
  55. 55. Conclusion : quelques pistes- co-évolution et course aux armements : principe du handicap- signaux émis intentionnellement ou par inadvertance- honnêteté des signaux : signal de la reine- tricherie ou tromperie- post-génomique : recherche des gènes et de leur expression
  56. 56. LivresDanchin et coll. Tanzarella

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