reines fourmis
©Hua Yan/NYU

Ces reines fourmis vivent 500% plus longtemps que les ouvrières. Voici pourquoi.

Jusqu’où seriez-vous prêt à aller pour augmenter votre durée de vie de 500 % ? Une espèce de fourmis se livre à des bagarres brutales à l’échelle de la colonie pour remplacer les reines récemment décédées – et le vainqueur ne gagne pas seulement le trône, mais obtient également une amélioration spectaculaire de sa longévité.

Lorsqu’une reine meurt, les fourmis sauteuses indiennes (Harpegnathos saltator) se battent pour savoir quelle ouvrière prendra sa place. Pour gagner la couronne, il ne suffit pas de pondre des œufs, il faut aussi vivre 500 % plus longtemps que l’ouvrière moyenne. Aujourd’hui, les scientifiques ont peut-être trouvé comment les reines de substitution ralentissent leur vieillissement.

Le secret réside dans une protéine appelée Imp-L2, qui contrecarre certains des effets de l’insuline dans l’organisme de la fourmi reine de substitution, selon une nouvelle étude publiée jeudi 1er septembre dans la revue Science.

En général, l’hormone insuline aide à diriger le sucre du système circulatoire vers les cellules, où il peut être utilisé comme carburant. Les reines de substitution – officiellement appelées pseudo-reines ou gamergates, en référence aux mots grecs pour « travailleur marié » et non à la campagne de harcèlement en ligne misogyne GamerGate – doivent stimuler leur production d’insuline pour faire face à l’incroyable quantité de nourriture qu’elles doivent consommer.

« Si vous voulez faire des œufs, vous devez avoir beaucoup d’insuline parce que vous mangez constamment », a déclaré à Live Science le coauteur principal, Claude Desplan, professeur de biologie et de sciences neurales à l’université de New York.

Bien que nécessaire, cet afflux d’insuline devrait théoriquement s’accompagner d’un piège : En plus d’aider à transporter le sucre dans les cellules, l’insuline déclenche plusieurs réactions moléculaires en chaîne, dont certaines contribuent au processus de vieillissement. Plus précisément, la « voie de signalisation Akt » – qui intervient dans de nombreuses fonctions cellulaires, du métabolisme à la survie cellulaire – peut être activée par l’insuline et est depuis longtemps liée au vieillissement et aux maladies liées à l’âge.

Ainsi, si une pseudo reine commence à produire d’énormes quantités d’insuline, elle devrait théoriquement vieillir plus vite en comparaison avec la fourmi ouvrière moyenne, qui ne produit pas autant de cette hormone. « Or, dans le cas de ces fourmis, c’est exactement le contraire », a déclaré M. Desplan. La durée de vie médiane d’une fourmi ouvrière typique est de près de huit mois, tandis que les pseudo reine peuvent vivre environ trois ans et trois mois. « C’est une extension considérable de la durée de vie », a-t-il déclaré.

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Il est intéressant de noter que si une pseudo reine est placée dans une autre colonie avec une règle déjà établie, elle redeviendra une ouvrière normale, a déclaré Desplan. Ces anciennes pseudo-reines sont appelées « révertantes » et ont une durée de vie similaire à celle des ouvrières. D’une manière ou d’une autre, seules les reines et les pseudo-reines, malgré toute leur insuline, parviennent à survivre pendant des années.

Pour résoudre ce paradoxe apparent, M. Desplan s’est associé à son collaborateur de longue date, Danny Reinberg, professeur de biochimie et de pharmacologie moléculaire à la faculté de médecine Grossman de l’Université de New York.

 

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Leur équipe a échantillonné des tissus de travailleurs, de révertants et de pseudo-salariés de H. saltator, en se concentrant sur les tissus impliqués dans le métabolisme et la reproduction. Il s’agissait notamment du cerveau, des ovaires, du corps gras, un organe similaire au foie humain et de l’adipose (graisse). À l’aide d’une technique appelée séquençage de l’ARN en masse, l’équipe a analysé quelles protéines étaient construites dans les tissus échantillonnés. Cousin moléculaire de l’ADN, l’ARN transporte les instructions génétiques sur la façon de construire les protéines, en faisant passer ces plans du centre de commandement de la cellule à l’un des sites de construction des protéines de la cellule.

En jetant un coup d’œil à ces instructions d’ARN (oui comme ce bon vieux vaccin), l’équipe a découvert que, par rapport aux ouvrières et aux révertantes, les pseudo-reines produisaient beaucoup plus d’insuline dans le cerveau et commençaient à produire plus de graisse et de vitellogénine – un précurseur du jaune d’œuf – dans le corps gras. Une partie de ces ressources du corps adipeux était transportée vers les ovaires, pour soutenir la production d’œufs, et une partie de la graisse servait à fabriquer une phéromone unique que seules les reines et les pseudo-reines exsudent. (C’est la disparition de cette phéromone dans un nid qui incite les fourmis ouvrières à se battre en duel après la mort de leur reine).

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reines fourmis

Au fur et à mesure que les pseudo-reines fabriquent de l’insuline, leurs ovaires grandissent et se développent afin de pouvoir transporter des ovules. L’insuline dirige ce processus de maturation ovarienne par la « voie de signalisation MAPK », une autre chaîne de réactions chimiques qui peut être déclenchée par l’insuline. Dans le même temps, l’équipe a découvert que les ovaires produisent de l’Imp-L2, qui bloque essentiellement la voie de signalisation Akt, qui pourrait autrement provoquer un vieillissement rapide chez les pseudo-reines.

L’équipe a déterminé que l’Imp-L2 sécrétée par les ovaires se rend également dans le corps gras et constitue un bouclier antivieillissement pour cet organe également.

« Les deux principales branches de la voie de signalisation de l’insuline, MAPK et Akt, semblent réguler de manière différenciée la fertilité et la durée de vie, l’augmentation de la signalisation dans l’une favorisant la reproduction chez les pseudo-reines et la diminution de la signalisation dans l’autre étant cohérente avec leur longévité accrue », a déclaré Reinberg dans un communiqué

La prochaine étape pour l’équipe sera de comprendre comment Imp-L2 bloque uniquement la voie liée au vieillissement et non celle liée à la reproduction, a déclaré Desplan à Live Science. L’équipe prévoit d’étudier les effets de la protéine bloquant l’insuline chez d’autres insectes, y compris les drosophiles, puis éventuellement chez les mammifères.

« Nous ne savons pas exactement ce qui va se passer », a déclaré Desplan. « Les mouches et les fourmis ne sont pas exactement similaires les unes aux autres » Et il est encore plus difficile de prédire si les avantages anti-vieillissement que l’Imp-L2 confère aux fourmis sauteuses indiennes s’appliqueront aux non-insectes, tels que les mammifères, a-t-il ajouté.