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Traduction en dessous :

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Source : Science Alert - 28 octobre 2009
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Chemical causes ant infighting

Thursday, 29 October 2009

University of California, Berkeley

The Argentine ant is a highly invasive
pest in several countries, including
Australia.
Image: iStockphoto

Experiments led by researchers at the University of California, Berkeley, have demonstrated that normally friendly ants can turn against each other by exploiting the chemical cues they use to distinguish colony-mates from rivals. The new study, to be published Wednesday, Oct. 28, in the open-access journal BMC Biology, sheds light on the factors influencing the social behavior of the Argentine ant, Linepithema humile, and provides hope for a new tactic in controlling the spread of this invasive species.

The research was conducted on the highly invasive Argentine ant, but the researchers note that the findings are likely relevant to other types of insects that rely upon chemical signals to identify each other.

"Almost all living organisms use chemical recognition cues to some degree, but it is particularly common among ants and other insects," said evolutionary biologist Neil Tsutsui, UC Berkeley associate professor of environmental science, policy and management and the study's principal investigator. "Surprisingly, it wasn't until this work that the specific chemicals used by Argentine ants to identify each other were isolated and tested."

Native to South America, the Argentine ant has taken hold in numerous countries worldwide, including Australia, Japan and the United States. In California, the ants are pervasive, pushing out native ant species and wreaking ecological havoc along the way. The Argentine ant has been blamed for exacerbating problems with some agricultural crops in the state, and for the decline of the coast horned lizard, which feeds exclusively upon the native ant species decimated by the invader.

In their native habitat, Argentine ants use their aggression to engage in inter-colony warfare with each other as they compete for resources, a behavioral trait that biologists credit for keeping the ants' numbers in check. Colonies tend to be small, typically measuring a few meters to a couple of hundred meters wide.

Biologists say that part of what makes the Argentine ants such successful invaders is that outside their home turf in South America, the fighting among them largely stops, allowing Argentine ant colonies from different regions to band together into a formidable group. Previous research conducted by Tsutsui and others provided evidence that the reason behind this relatively peaceful co-existence is the ants' genetic similarity, suggesting that they are part of the same, vast family. This lack of diversity falls in line with the theory that the invasive ants descended from a few individuals introduced to the new region.

"The striking thing about these Argentine ants in introduced ranges is that – with few exceptions – they are essentially functioning as a single, geographically huge supercolony," said Tsutsui. "If you take ants from San Diego and put them next to those from San Francisco, they'll act like they've known each other all their lives. They are part of a massive supercolony that extends hundreds of miles, nearly the entire length of California."

The UC Berkeley researchers worked with study co-authors Robert Sulc and Kenneth Shea from UC Irvine to narrow down and synthesize seven chemical molecules that trigger aggressive behavior among the Argentine ants. They also used two "control" chemicals not linked to fighting behavior. The "enemy" compounds were similar in that they were all long chains of hydrocarbons with one to three methyl groups attached.

Researchers then coated individual worker ants from the same colony with the purified substance. The researchers matched each of the chemically disguised ants with 10 untreated ants, one by one for five minutes each, in a petri dish.

"The 'enemy' chemicals generated significantly greater instances of flared mandibles, biting and other attacking behavior than did the control chemicals," said study co-lead author Ellen van Wilgenburg, a post-doctoral researcher in Tsutsui's lab at UC Berkeley. "We also saw higher levels of aggression when we increased the concentration of the chemicals and when we combined some of the chemicals together."

Despite this finding, Tsutsui cautions that significant barriers must be overcome before a pest-control substance based upon these chemicals is ready for the market. "We are still in the process of understanding how these chemicals control social behaviors in ants," he said. "These are custom chemicals that are very costly to synthesize at this stage. We are still a long way off from having large enough quantities to deploy in the field, or even knowing if these chemicals can control populations in the field."

Editor's Note: Original release provided by University of California - Berkeley, via Eureka! Science.

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Traduction :
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Des molécules qui provoquent des combats de fourmis

Jeudi 29 octobre 2009

University of California, Berkeley

La fourmi d'Argentine est une peste
hautement envahissante dans plusieurs pays,
dont l'Australie.
Image: iStockphoto

Les expériences conduites par des chercheurs de l'Université de Californie, Berkeley, ont démontré que des fourmis normalement amies peuvent s'entredéchirer en utilisant les signaux chimiques qu'elles utilisent pour distinguer les partenaires de leur colonie de leurs rivales. La nouvelle étude, devant être publiée mercredi 28 octobre dans le journal en accès libre BMC Biology, donne un éclairage sur les facteurs influençant le comportement social de la fourmi d'Argentine, Linepithema humile, et apporte un espoir de trouver une nouvelle tactique pour contrôler la diffusion de cette espèce invasive.

La recherche a été menée sur la fourmi d'Argentine hautement envahissante mais les chercheurs notent que leur découverte peu s'appliquer à d'autres types d'insectes qui s'appuient sur les signaux chimiques pour se reconnaître entre eux.

"Pratiquement tous les organismes vivants utilisent la reconnaissante par signaux chimiques à différents degrés mais c'est particulièrement fréquent chez les fourmis et les autres insectes" selon Neil Tsutsui, biologiste de l'évolution à l'UC Berkeley, professeur associé à la gestion, l'orientation et la science de l'Environnement et principal investigateur dans cette étude. "De façon inattendue, ce n'est pas pour ce travail que les substances chimiques spécifiques utilisées par la fourmi d'Argentine pour se reconnaître entre elles ont été isolées et testées."

Native d'Amérique du Sud, la fourmi d'Argentine s'est installée dans de nombreux pays du monde dont l'Australie, le Japon et les États Unis. En Californie, les fourmis sont très pénétrantes, expulsant les espèces de fourmis natives et ravageant l'environnement le long de leur route. On reproche à la fourmi d'Argentine d'exacerber les problèmes dans certaines cultures de l'État et de provoquer le déclin de l'iguane cornu de la côte (Phrynosoma coronatum blainvillii) qui se nourrit exclusivement de fourmis natives, décimées par l'envahisseur.

Dans leur habitat d'origine, les fourmis d'Argentine utilisent leur agressivité lors de guerres inter-coloniales au sein de leur espèce, à cause de la compétition pour les ressources, un trait de comportement que les biologistes utilisent pour suivre le nombre de fourmis. Les colonies tendent à être petites, mesurant typiquement depuis quelques mètres jusqu'à deux centaines de mètres.

Selon les biologistes, ce qui explique que les fourmis d'Argentine sont d'aussi puissantes envahisseuses est qu'en dehors de leur zone sud-américaine d'origine il n'y a pratiquement plus de combats entre elles, ce qui permet aux colonies de fourmis d'Argentine de différentes régions de s'unifier en un groupe formidable. Les recherches précédentes menées par M. Tsutsui et les autres chercheurs ont mis en évidence que la raison de cette coexistence relativement pacifique est leur grande similarité génétique, ceci suggérant qu'elles font partie d'une même très grande famille. Ce manque de diversité est en accord avec la théorie disant que les fourmis envahissantes descendent d'un nombre très réduit d'individus introduits dans une nouvelle région.

"La chose frappante chez les fourmis d'Argentine, dans les zones d'introduction, est que – à quelques exceptions près – elles fonctionnent essentiellement comme une super-colonie unique, géographiquement gigantesque" commente M. Tsutsui. "Si vous prenez des fourmis de San Diego et que vous les mettez en contact avec celles de San Francisco, elles vont se comporter comme si elles avaient toujours vécu ensemble. Elles font partie de la même super-colonie massive qui s'étend sur des centaines de kilomètres, pratiquement sur toute la longueur de la Californie."

Les chercheurs de l'UC Berkeley ont mené cette étude en collaboration avec les co-auteurs Robert Sulc et Kenneth Shea de l'UC Irvine pour isoler et synthétiser sept molécules induisant le comportement agressif chez la fourmi d'Argentine. Ils ont également utilisé deux agents chimiques "témoins", non impliqués dans le comportement d'agression. Les composants "ennemis" étaient semblables en ce qu'ils étaient tous constitués de longues chaines de sucres portant de un à trois groupes de radicaux méthyliques.

Les chercheurs ont enduit des ouvrières d'une même colonie avec les substances purifiées. Ils ont mis ensemble chaque fourmi ainsi badigeonnée en contact dans une boite de Petri avec 10 fourmis non traitées, une par une pendant 5 minutes.

"Les substances 'ennemi' ont provoqué un nombre significativement plus important que les substances témoin" de mouvements de mandibules, de morsures et d'autres comportement d'attaque rapporte le coauteur principal, Ellen van Wilgenburg, chercheur en post-doctorat au labo de M. Tsutsui à l'UC Berkeley. "Nous avons aussi constaté de plus hauts niveaux d'agression en augmentant la concentration des produits ou en en mélangeant certains entre eux."

Malgré cette découverte, M. Tsutsui tempère sur les sérieuses barrières encore à lever avant qu'une substance insecticide basée sur ces molécules soit commercialisable. "Nous sommes toujours en train de chercher à comprendre comment ces substances contribuent à gérer le comportement social des fourmis", dit-il. "A ce stade, ce sont des produits personnalisés extrêment chers à synthétiser. Nous avons encore un très long chemin à faire avant d'en avoir des quantités suffisamment importantes pour pouvoir les utiliser sur le terrain ou, même, avant de savoir si ces substances sont capables de controler les populations sur le terrain ."

Note de l'éditeur : La publication originale est disponible à l'Université de Californie - Berkeley, via Eureka! Science.

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[David90]

Merci pour la traduction.

On peut voir sur cette carte une super colonie de Linepithema humile