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To picture this farm, imagine some dark blobs dangling high up in a tree.

Each blob can reach “about soccer ball size,” says evolutionary biologist Guillaume Chomicki of Durham University in England. From this bulbous base, a Squamellaria plant eventually sprouts leafy shoots and hangs, slumping sideways or upside down, from its host tree’s branches. In Fiji, one of the local names for the plant translates as “testicle of the trees.”

Some Squamellaria species grow in clusters and teem with fiercely protective ants. As a young seedling blob plumps up, jelly bean–shaped bubbles form inside, reachable only through ant-sized doorways. As soon as a young plant cracks open its first door to daylight, “ant workers start to enter and defecate inside the seedling to fertilize it,” Chomicki says.

The idea that ants tend these plants as farmers gave Chomicki one of those surprise-left-turn moments in science. In a string of papers published since 2016, he and colleagues share evidence for the idea that the Philidris nagasau ants may be the first known animals other than humans to farm plants. (The other known insect farmers cultivate fungi.)

 

By Susan Milius

"Chomicki’s latest paper, in the Feb. 4 Proceedings of the National Academy of Sciences, reports that ants planting seeds of their blobby crop make trade-offs, going for full sun and maximizing the rewarding, sweet flowers rather than planting in the shade, where plants would have higher nitrogen."

 

 

Traduction :

 

"Le dernier article de Chomicki, publié dans les Actes de l'Académie nationale des sciences du 4 février, rapporte que les fourmis qui plantent les graines de leur récolte font des compromis, en allant en plein soleil et en maximisant les fleurs gratifiantes et sucrées plutôt que de planter à l'ombre, où les plantes auraient plus d'azote."

 

• Tradeoffs in the evolution of plant farming by ants | PNAS, 04.02.2020 https://www.pnas.org/content/117/5/2535.short

 

[Image] The dark lump above, a Squamellaria plant, is not part of the tree it hangs from. It’s a member of the coffee family, cultivated on sunny branches as part of lumpy plantations created by Philidris nagasau ants.G. Chomicki

 

"On connaît les fourmis champignonnistes qui façonnent, entretiennent et fertilisent des meules au sein de la fourmilière. Voici la fourmi agricultrice, une trouvaille.

Philidris nagasau (Hym. Formicidé Dolichoderiné) est une espèce endémique des îles Fidji qui vit sur de nombreux arbres en symbiose avec des Squamellaria, plantes épiphytes de la famille des Rubiacées, qui s’y accrochent. Ces filles de l’air (elles ne puisent aucune ressource sur leur support) abritent près de la base leur pied creux en forme de bulbe les fourmis (domatie), qui ne construisent pas de nid.

Les fleurs des Squamellaria rétribuent les fourmis qui les gardent avec du nectar, libéralement pendant la floraison et spécifiquement au-delà : les nectaires restent actifs encore une dizaine de jours mais sont alors protégés par un tissu charnu, que seules les fourmis percent pour accéder à leur « salaire » sucré.

Bien plus, d’après le travail signalé par Guillaume Chomicki et Susanne S. Renner dans une notule à Nature Plants, ces fourmis P. nagasau cultivent véritablement leur plante partenaire : elles croquent les fruits, récoltent les graines et les installent dans des cavités de l’arbre support. Très probablement, elles défèquent sur les graines et les plantules pour les fertiliser. En tous cas, elles les surveillent. Chaque colonie de fourmis possède un domaine agricole de quelques dizaines de domaties pouvant s’étendre sur plusieurs arbres.

C’est le premier cas documenté d’un mutualisme impliquant des comportements et des interactions sociales d’une telle complexité. D’après l’analyse génétique, il fonctionne depuis 3 millions d’années."

D’après, entre autres, « Des fourmis aux Fiji développent leurs propres villes agricoles » par Jacqueline Charpentier, lu le 22 novembre 2016 à //actualite.housseniawriting.com/

 

[Image] Une fourmi Philidris nagasau qui cultive la plante. Crédit : Guillaume Chomicki, University of Munich

 

[Réf.]

• Obligate plant farming by a specialized ant : Nature Plants, 21.11.2016 http://www.nature.com/articles/nplants2016181

• Partner choice through concealed floral sugar rewards evolved with the specialization of ant–plant mutualisms - Chomicki - 2016 - New Phytologist, 09.05.2016 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.13990/full

                            

Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2017 : Janvier

 

"On connaissait une fourmi cultivatrice, Philidris nagasau (Dolichodérinée) des îles Fidji (Épingle « Ouvrières agricoles et filles de l’air » de 2016). Une seconde espèce vient de la rejoindre, pour des performances moins spectaculaires certes.

Pogonomyrmex badius (Myrmicinée) est une fourmi moissonneuse de Floride qui amasse des graines dans son nid souterrain. On a consacré beaucoup de travaux aux choix faits par les récolteuses parmi les graines présentes sur le terrain mais personne ne s'était demandé comment ces petites fourmis cassent l'enveloppe dure des graines pour en consommer l'intérieur. On supposait que la tâche était accomplie par les individus de la caste à grosse tête et grosses mandibules, les Major.

Walter Tschinkel et Christina Kwapish (université de Floride, États-Unis) ont déterré 200 nids de P. badius. Ils y ont trouvé 70% en poids de grosses graines, alors que les ouvrières en rapportent de toutes tailles. Seulement, elles consomment surtout les plus petites, plus faciles à ouvrir.

Poursuivant leurs observations au champ et au laboratoire, ils ont trouvé que ces fourmis, y compris celles à grosse tête, sont incapables d'exploiter les grosses graines tant qu'elles n'ont pas germé.

Vu qu'une grosse graine a, une fois son tégument brisé, 15 fois la valeur nutritionnelle d'une petite, il est évidemment intéressant d'attendre que dame nature fasse son œuvre. D'autant que comme les semences des différents végétaux germent plus ou moins vite, leur germoir leur offre de la nourriture en supplément à leurs récoltes au jour le jour."

Article source (gratuit, en anglais)

 

[L'étude] The Florida Harvester Ant, Pogonomyrmex badius, Relies on Germination to Consume Large Seeds - PlosOne, 28.11.2016 http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0166907

 

[Image] A minor and major worker of P. badius shown at the same scale as a selection of the seeds stored in the nest.

In this image, the only seeds these ants can open are the three smallest sizes.

 

Ant images modified from antweb.org.

Photos by April Nobile: minor worker:

URL: https://www.antweb.org/bigPicture.do?name=casent0104423&shot=p&number=1.

Major worker: https://www.antweb.org/bigPicture.do?name=casent0103057&shot=p&number=1.

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0166907.g019