Une Théorie de 60 Ans sur les Fourmis, Abeilles et Guêpes Remise en Question
Depuis plus de six décennies, les biologistes évolutifs débattent de l’hypothèse selon laquelle un système génétique inhabituel partagé par les fourmis, abeilles et guêpes aurait contribué à l’émergence de l’une des formes d’organisation sociale les plus sophistiquées de la nature : l’eusocialité. Dans les colonies eusociales, la reproduction est divisée entre les reines et les ouvrières, créant des sociétés hautement coopératives avec des rôles spécialisés.
Des recherches récentes menées par l’Université d’État de l’Arizona suggèrent désormais que la génétique à elle seule pourrait ne pas expliquer l’évolution de ces sociétés complexes. Publiée dans Current Biology, l’étude indique que l’eusocialité semble apparaître plus fréquemment chez les insectes ayant un système génétique haplodiploïde. Cependant, presque toute cette tendance peut être attribuée à un groupe particulier : les Hyménoptères aculéates, qui incluent les guêpes à aiguillon, les abeilles et les fourmis. Lorsque l’on considère les insectes de manière plus large, l’haplodiploïdie ne prédit pas de manière fiable l’évolution de l’eusocialité.
Les résultats suggèrent que l’émergence répétée de sociétés insectes complexes pourrait dépendre davantage de caractéristiques biologiques spécifiques à certains groupes évolutifs que du mode d’hérédité chromosomique. « Les gens discutent de cette hypothèse depuis environ 60 ans », a déclaré Sachin sh, doctorant à l’École des Sciences de la Vie de l’Université d’État de l’Arizona et auteur principal de l’étude. « Il y a eu de nombreuses prédictions théoriques, mais les tests comparatifs formels à travers les insectes ont été étonnamment rares. »
L’eusocialité est considérée comme l’une des formes d’organisation sociale les plus avancées dans le monde naturel. Les espèces qui vivent de cette manière forment des colonies contenant des générations qui se chevauchent, coopèrent dans l’élevage des jeunes et divisent les responsabilités reproductives. Seul un individu ou un petit nombre d’individus se reproduisent, tandis que les autres servent d’ouvriers.
Tous les fourmis sont eusociaux, ainsi que les abeilles domestiques et certaines guêpes. En revanche, l’eusocialité n’est apparue que rarement dans d’autres groupes d’insectes, notamment les termites, les thrips, les pucerons et un petit nombre de coléoptères.
L’haplodiploïdie a longtemps été considérée comme une explication possible de l’évolution fréquente de ce mode de vie chez les fourmis, abeilles et guêpes. Dans ce système génétique, les femelles se développent à partir d’œufs fécondés et possèdent deux jeux de chromosomes, tandis que les mâles se développent à partir d’œufs non fécondés et n’ont qu’un jeu. Cette configuration peut rendre les sœurs plus étroitement liées entre elles qu’elles ne le sont à leurs propres descendants. La théorie évolutionniste a donc proposé que les femelles pourraient parfois obtenir un avantage évolutif en aidant à élever leurs sœurs plutôt qu’en produisant leur propre descendance.
Pour tester cette hypothèse à grande échelle, sh et l’auteur senior Timothy Linksvayer ont rassemblé des informations sur le comportement social et la génétique de dizaines de milliers d’espèces d’insectes. Ils ont ensuite placé ces caractéristiques sur deux des plus grands arbres phylogénétiques disponibles au niveau des espèces.
En utilisant des méthodes comparatives phylogénétiques, les chercheurs ont estimé à quelle fréquence l’eusocialité avait évolué chez les insectes avec différents systèmes génétiques. Au départ, les résultats semblaient soutenir l’explication traditionnelle. L’eusocialité semblait émerger plus fréquemment chez les insectes haplodiploïdes. Cependant, une analyse plus approfondie a révélé une image très différente. Presque tout le signal statistique provenait d’une seule branche de l’arbre généalogique des insectes.
« Lorsque nous l’avons testé formellement, nous avons trouvé qu’il n’y a pas de véritable association entre le système de détermination génétique et l’eusocialité », a déclaré sh. « Cela a davantage à voir avec des facteurs environnementaux et les traits de vie des insectes. » Après avoir pris en compte l’histoire évolutive particulière des Hyménoptères aculéates, les chercheurs ont découvert que les insectes haplodiploïdes en dehors de ce groupe développaient l’eusocialité à des taux similaires à ceux observés chez les insectes diploïdes.
Les résultats ont également contribué à rassembler des recherches récentes qui ont soulevé des doutes sur l’importance réelle de l’haplodiploïdie dans l’évolution des sociétés complexes d’insectes. En examinant près de 69 000 espèces d’insectes représentant une large diversité, l’équipe de l’Université d’État de l’Arizona a constaté que la connexion apparente entre haplodiploïdie et eusocialité est largement le résultat de l’histoire évolutive au sein de lignées particulières. Cela ne semble pas représenter une règle biologique universelle.
Cette recherche représente l’un des tests empiriques les plus complets jamais réalisés sur une idée fondamentale de la biologie évolutive. Elle souligne également la valeur de l’utilisation de grands ensembles de données comparatives pour réexaminer des théories qui ont été influentes pendant des décennies.
Source : Current Biology
