Eusocialité et superorganisme

1. +
Eusocialité
et superorganisme
Agnès FAYET – CARI asbl

2. + Vous avez dit « eusocialité »?
 = socialité avancée
 = mode sophistiqué d’organisation sociale (monde animal)
 division d’un groupe d’individus en castes(polymorphisme).
 caste reproductrice .
 caste non reproductrice (actions altruistes).
 vie communautaire au sein d’une société (colonie) où s’exerce la
complémentarité des individus.
 co-existence des générations.
 élevage collectif des jeunes (nid collectif + coopération).
 ≠ comportement grégaire ou subsocial.

3. + Les sociétés animales
animaux eusociaux
-manifestation de comportements
parentaux (nourrissage, défense de
la progéniture…)
animaux subsociaux
- vie en groupe (attroupement)
animaux grégaires - échange de signaux
chimiques,
visuels, tactiles, auditifs…
≠ les « foules » (moules sur un rocher…) ≠ les solitaires (reptiles…)

4. + Les sociétés animales
animaux eusociaux
- coopération dans les soins aux jeunes
(coléoptère Necrophorus).
# stade communal - pas de spécialisation dans les tâches.
# stade colonial - site d’élevage commun à plusieurs
femelles (certains hyménoptères,
animaux subsociaux coléoptères Scolytidae).
- indépendance de chaque femelle.
animaux grégaires
≠ les « foules » (moules sur un rocher…) ≠ les solitaires (reptiles…)

5. + Les animaux eusociaux
 Les insectes
 les abeilles sociales (genre Apis et Meliponini)
 les bourdons
 les guêpes sociales
 les frelons
 les fourmis
 les termites
 Les mammifères
 les rats-taupes nus (Heterocephalus glaber)
 les rats-taupes de Namara (Cryptomys damarensis)
 Les crustacés
 les crevettes eusociales (Synalpheusregalis)

6. + Les insectes sociaux
 750.000 espèces d'insectes répertoriées.
 13.000 espèces d’insectes sont eusociales.
 succès de l’évolution pour une minorité d’espèces
Répartition de la biomasse des
insectes sur Terre
fourmis
abeilles et
guêpes
termites
insectes non
sociaux
Source: Université de Genève

7. + Les insectes sociaux
 Isoptères (termites)
 2.300 espèces toutes eusociales.
 monophylétiques  tous les termites descendent d’un même
ancêtre commun devenu eusocial au Jurassique (=les plus anciens
insectes sociaux).

8. + Les insectes sociaux
 Hyménoptères
 abeilles, guêpes, bourdons, frelons:
essentiellement des espèces solitaires. Pour
une minorité d’entre elles, évolution vers
l’eusocialité(en 12 fois au moins*)
parallèlement à la diversification et à
l’accroissement des plantes à fleurs
(angiospermes) au Crétacé (il y a plus de
100 millions d’années).
*E.O. Wilson, The InsectSocieties (1971), Harvard UniversityPress, Cambridge

9. + Les insectes sociaux
 Hyménoptères
 abeilles, guêpes, bourdons, frelons:
le nid = la structure fondamentale de la
société.
Vespulavulgaris,
guêpe commune

10. + Les insectes sociaux
 Hyménoptères
 abeilles, guêpes, bourdons, frelons:
Vespa crabo, frelon domestique

11. + Les insectes sociaux
 Hyménoptères
 abeilles, guêpes, bourdons, frelons:
Bombusterrestris, Bourdon terrestre

12. + Les insectes sociaux
 Hyménoptères
 abeilles, guêpes, bourdons, frelons:
Apis mellifera, Abeille domestique

13. + Les insectes sociaux
 Hyménoptères
 Abeilles solitaires mais coloniales
Dasypodahirtipes (Halictidé): les femelles ont parfois une
même entrée de nid mais elles construisent et
s'occupent seules de leurs propres cellules. Elles n’ont
pas de contact avec leur descendance.

14. + Les insectes sociaux
 Hyménoptères
 Abeilles solitaires mais grégaires
Andrenavaga(Andrenidé): nidification en « bourgades »
dans des terrains sablonneux.
idem: Trachusabyssina, Colletescunicularius...

15. + Les insectes sociaux
 Hyménoptères
 Abeilles solitaires (vraiment solitaires)
nids moins élaborés (organisés en cellules), sans dimension collective.
Osmiarufa, osmie rousse

16. + Les insectes sociaux
 Hyménoptères
 fourmis:
probablement toutes eusociales à partir d’un
même ancêtre commun (monophylétiques) il y
a plus de 120 millions d’années .
Etonnante diversité pour s’adapter
rapidement aux différents
milieux.
Eusocialité avancée: certaines
espèces sont polycaliques
(plusieurs nids pour la même
colonie)
 réseau / collaboration et
communication entre fourmilières
parentes.
ex. Formica rufa

17. + Les insectes sociaux
Comment expliquer l’apparition de
l’eusocialité chez les hyménoptères?
La loi de Hamilton
William Donald Hamilton (1936-2000) – 1964 – théorie biologique évolutive:
« Les comportement altruistes seront favorisés par la sélection si les coûts (risques) pour effectuer
le comportement sont moindre que les bénéfices (avantages) escomptés. » *
Sélection de parentèle
=
Stratégie altruiste
= = =>
Sacrificed’un individu (pour que ses gênes soient transmis):
- en faveur des individus apparentés ou
- en faveur des individus non-parents qui prendront soin de la descendance
* Hamilton, W.D., « The geneticalevolution of social behaviour I and II », dans Journal of TheoreticalBiology, vol. 7, 1964, p. 1–16, 17–52

18. + Les insectes sociaux
Comment expliquer l’apparition de
l’eusocialité chez les hyménoptères?
De la loi de Hamilton au superorganisme
Edward Osborne Wilson (1929) - Entomologiste
(spécialiste des fourmis et insectes
sociaux), sociobiologiste et environnementaliste.
1971 – The Insects Societies
1997 – Success, Dominance and the Superorganism:
the Case of the Social Insects
Se réapproprie l’idée que la préservation du gène, plus
que la conservation de l’individu, est au
centre de la stratégie évolutionniste.
Un des aboutissements de cette stratégie = le
superorganisme.

19. + Les insectes sociaux Comment expliquer
l’apparition de
l’eusocialité chez les
hyménoptères?
Darwin
Vision néodarwinienne
Théorie de l’évolution
=
Hamilton
tout être est optimisé pour
favoriser l’évolution de son
espèce.
Wilson

20. + Les insectes sociaux
Comment expliquer l’apparition de
l’eusocialité chez les hyménoptères?
Contestation: parenté relative
Rémy Chauvin (1913-2009) – Entomologiste, professeur
d’éthologie et de sociologie animale et directeur du labo de
biologie de l’abeille de l’INRA de 1948 à 1964.
1982 – Les Sociétés animales, PUF.
1988 – Dieu des fourmis, dieu des étoiles, Éditions du Pré-aux-
Clecs.
1997 – Le darwinisme ou la fin d’un mythe, Edition du Rocher.
- Le phénotype des ouvrières est très mélangé du point de vue paternel
(reine fécondée par plusieurs mâles).
- Les insectes sociaux polygynes (nombreuses espèces de fourmis – ex. Formica polyctena) :
colonies d’un million d’individus avec 5000 reines dont chacune a pu s’accoupler avec +- 10 mâles
 certaines ouvrières peuvent n’avoir aucun patrimoine génétique commun.

21. + Les insectes sociaux
Comment expliquer l’apparition de
l’eusocialité chez les hyménoptères?
Approfondissement et affinement:
l’altruisme préférentiel
P. Kirk Visscher
Entomologiste, spécialiste des comportements sociaux et de
l’écologie des insectes sociaux à l’Université de Californie
Riverside.
« Honeybeesrecognizedevelopment of nestmates' ovaries » –
P Kirk Visscher, R Dukas
Animal Behaviour (1995)Volume: 49, Issue: 2, Publisher: Elsevier Ltd, Pages: 542-544
Préférence développée entre les ouvrières qui possèdent le même génotype.
Test: déclenchement d’un élevage royal: les ouvrières élèvent de préférence les jeunes larves de
leur parenté.
Une reconnaissance du parent, préliminaire à l’altruisme, semble donc démontrée chez Apis Mellifera.
Mais ... reconnaissance du parent imprécise et incomplète.
… reconnaissance variable selon les colonies.

22. + Avantages de l’eusocialité?
EFFICACITE
 défense du territoire.
 approvisionnement et partage des ressources alimentaires.
 défense du groupe (système d’alarme, intimidation des
prédateurs, lutte).
 élevage des jeunes.

23. + Quid du « superorganisme »?
 = une unité d’animaux eusociaux.
 = un organisme composé.
 ex. la colonie d’abeilles, la termitière, la fourmilière…
Caractéristiques
 un nid commun, protégé et approvisionné.
 une reine (utérus) à la longévité supérieure/individus.
 des individus déterminés par leur fonction sociale.
 un système de communication sophistiqué.

24. + Un superorganisme raffiné
agriculture
super-colonies
symbiose
(plantes, champi
gnons, animaux)
parasitisme
social
polymorphisme esclavage élevage
extrême suicide
prédation
outils adaptation nomadisme

25. + Un superorganisme raffiné
Forces
 très grande adaptation au milieu.
 système de défense très efficace (y compris prophylaxie).
 comportements offensifs / stratégies de conquête.
 régime alimentaire mixte.
 aucun rapport établi avec l’homme.

26. + Un superorganisme en danger
butinage
essaimage
nid (ruche
DEPENDANCE ou cavité)
abeille = abeille =
proie hôte
(frelon…) (varroa)
ANTHROPISATION DE L’ENVIRONNEMENT

27. + Un superorganisme en danger
Faiblesses
 très grande dépendance / milieu.
 système de défense relatif (surtout prophylaxie).
 régime alimentaire végétarien.
 élevé par l’homme (apiculture et sélection).

28. + Apiculteur partenaire
 nécessité de respecter la nature complexe et fragile du
superorganisme-abeille:
 milieu favorable (ressources alimentaires variées et saines).
 habitat approprié (ruche respectant la biologie de l’abeille).
 gestion appropriée de l’essaimage.
 conduite appropriée de la colonie (une visite = une intrusion).
 MAIS contraintes pour remplir ces
obligations:
 appauvrissement structurel du milieu
(monocultures).
 empoisonnement structurel du milieu
(chimie agricole).
 modifications irréversibles du milieu
(plantes OGM).
 parasites et prédateurs exotiques
(varroa, vespa velutina).

29. +
Eusocialité
et superorganisme
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