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Les termites construisent des nids d’une remarquable complexité architecturale et qui possèdent d’étonnantes propriétés permettant la régulation de la température et le contrôle de la ventilation. Mais les mécanismes responsables de ces propriétés sont encore peu connus. Dans une étude publiée dans la revue Science Advances les chercheurs ont mis en évidence le rôle fondamental des structures construites par les termites à micro-échelle dans la ventilation des nids mais également dans les échanges thermiques et le drainage de l'eau de pluie. Publié le 25.03.2019 - The architectural design of smart ventilation and drainage systems in termite nests.
Singh, K., Muljadi, B.P., Raeini, A.Q., Jost, C., Vandeginste, V., Blunt, M.J., Theraulaz, G. & Degond, P.
Science Advances 22 Mar 2019 Vol. 5 no 3 DOI: 10.1126/sciadv.aat8520 [Image] L’imagerie multi-échelles par tomographie aux rayons X des nids de termites et la simulation d’écoulements dans ces structures révèle le rôle important des réseaux de micro-pores présents dans la paroi des nids dans la ventilation, la régulation thermique et le drainage de l'eau de pluie. A : tomographie avec une résolution millimétrique ; B : tomographie avec une résolution micrométrique ; C : Simulation d'écoulement 3D au sein de la structure. Crédit : K. Singh [Trinervitermes geminatus ; Odontotermes obesus]
Un spécimen femelle de Megachile pluto, la plus grosse abeille du monde, a été observé vivant dans une termitière dans les îles des Moluques du Nord en Indonésie Par Floriane Boyer, 23.02.2019 "... N.B. : C'est la première fois que des scientifiques étrangers rencontrent cette abeille dans son milieu naturel depuis l'observation d'Adam Messer 38 ans plus tôt. Son existence est de toute évidence connue des trafiquants, d'où la nécessité de la protéger. En 2018, deux spécimens d'abeilles de Wallace ont été vendus sur eBay." [Image] L'abeille géante de Wallace est la deuxième espèce à avoir été redécouverte sur la liste des 25 espèces les plus recherchées établie par le Global Wildlife Conservation. The Search for Lost Species, Global Wildlife Conservation
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2018 : Novembre "À l’instar des cercles de sorcière et des buttes Mima nord-américaines, les murundus du Nord-Est brésilien, ont gardé longtemps leur mystère. On sait désormais que les bâtisseurs de ces étonnantes structures paysagères sont respectivement des champignons, le gaufre à poche et… un termite.
Les murundus sont des buttes de 2 à 3 m de haut et de 9 m de diamètre (50 m3), régulièrement réparties à 20 m les unes des autres sur le sol de la caatinga, forêt peu dense d’épineux décidus occupant une partie du sertão, sous un climat semi-aride. Grâce aux vues aériennes, on a dénombré 200 millions de monticules sur 230 000 km² (la surface de la Grande Bretagne).
Les chercheurs ont profité des tranchées des routes construites au travers de ces paysages et creusé des excavations ad hoc ; ils ont établi ainsi que ces buttes sont des tas de matériaux du sous-sol sans aucune structure particulière, d’âge allant de 690 à 3 820 ans. Leurs constructeurs sont toujours là, entre les murundus. Ce sont les termites Syntermes dirus (Blatt. Amitermitiné), dont l’excavation des larges galeries souterraines (plusieurs centimètres de diamètre) a produit ces accumulations de déblais, alimentés par une cheminée centrale.
Ceux-ci ne sont en rien des termitières. L’insecte vit sous terre dans un réseau de tunnels qui lui permet d’exploiter en feuilles mortes, sa nourriture, le terrain environnant en débouchant par des galeries verticales étroites percées à chaque sortie et rebouchées. La récolte se fait par une brigade de 10 à 50 soldats et ouvriers. Aucun roi ni reine n’a jamais été trouvé.
L’hypothèse selon laquelle l’espacement entre les buttes est dû à la compétition entre nids ne tient pas : les termites ne réagissent qu’à la mise en présence d’individus rapportés de 50 km."
Article source (gratuit, en anglais)
Photo : un « champ » de murundus (points noirs) vu de l’espace. Cliché S.J. Martin et al.
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2018 : Mai "Chez les fourmis qui s’approvisionnent loin du nid, comme chez les coupeuses de feuilles ou les moissonneuses, il s’établit des routes, par décision collective. Les exploratrices marquent leur chemin d’une phéromone de piste et recrutent des ouvrières récolteuses qui suivent cette piste et la renforcent de leurs propres sécrétions ; elles dégagent aussi la voie en enlevant les obstacles mobiles. Ce mécanisme très simple peut conduire à l’établissement de réseaux très complexes et efficaces, minimisant l’énergie consommée.
La fourmi « Matabele » Megaponera analis (Hym. Ponériné) se nourrit de termites qu’elle va prélever et consomme au nid. Des exploratrices partent à la recherche de termitières. L’une d’elles une fois trouvée, la fourmi rentre au nid le plus vite possible mobiliser une troupe de plusieurs centaines d’individus qui partent en colonne attaquer leurs proies.
Le chemin que suit l’exploratrice au retour n’est pas le chemin le plus court, mais celui par lequel on arrive le plus vite. Et c’est ce chemin, déterminé par une seule ouvrière et non collectivement, que suit la troupe en quête de termites à croquer.
L’étude a été faite dans le parc national de la Camoé en Côte d’Ivoire, en zone de savane plus ou moins humide, sur 8 fourmilières distantes de gros obstacles. L’herbe a été coupée alentour sur 20 m de rayon. Les myrmécologues (de l’université de Würtzburg en Allemagne et de Lausanne en Suisse) ont d’abord observé les raids ; ils ont ensuite aménagé des routes artificielles en terre et observé (notamment chronométré) au bout de 2 semaines les allées et venues des fourmis.
En cheminant sur les pistes aménagée, pourtant plus longues que la ligne droite en terrain naturel, les fourmis, qui marchent 2 fois plus vite sur la terre battue que dans l’herbe, gagent un tiers de temps de parcours.
Il se pourrait que l’exploratrice, face au choix de rentrer directement ou par le détour aménagé, se fie à un angle (que fait le départ du détour avec la ligne directe) connu d’elle, éventuellement par apprentissage. Le mécanisme reste à élucider.
On a là le premier cas observé d’optimisation de trajet par un individu seul.
Article source : doi : 10.1242/jeb.174854
Photo : retour des « Matabele » chargées de leurs proies.
À (re)lire, ci-dessous : Sœurs infirmières.
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2017 : Juillet "On connaît les termitières cathédrales de 8 m de haut et de 70 000 fois la taille d’un termite ; on ignore comment les individus, qui n’ont aucune idée de la hauteur à laquelle ils se trouvent, arrivent à construire une tour stable. On ne sait pas non plus faire des petits robots autonomes (agissant en essaims) qui grimpent les uns sur les autres pour franchir une marche.
Une équipe de myrmécologues de Georgia Tech (Atlanta, États-Unis) vient de montrer que des fourmis, agissant sans chef et en suivant des règles simples, sont capables de construire et maintenir des tours de franchissement d’une trentaine d’ouvrières de haut.
L’espèce en étude, au talent repéré par hasard dans la nature, est la Fourmi de feu Solenopsis invicta (Hym. Myrmiciné), agressive et expansive. On la savait capable de constituer des radeaux vivants, ponts pour franchir des ruisseaux, constitué d’individus s’accrochant les uns aux autres par leurs tarses adhésifs. Les forces en jeu ont été évaluées à 2 fourmis (en poids).
Des enregistrements vidéo, en temps réel et en accéléré, de fourmis normales ou radioactives, de tours construites au labo autour d’une tige verticale, il résulte que tout au long des 2 ou 3 heures du maintien en place de la pyramide, les fourmis bougent tout le temps. Elles grimpent, s’accrochent là où elles perçoivent un creux, puis rentrent dans la tour, dégringolent à sa base, s’en échappent par des tunnels et regrimpent. Au fur et à mesure que l’échafaudage gagne en hauteur, il s’élargit à la base et prend une allure de tour Eiffel. Les poids sont ainsi également répartis. Une ouvrière, capable de survivre au poids de 750 congénères, s’arrange pour n’en avoir que 3 sur le dos.
Une avancée pour mieux comprendre les constructions animales et créer des structures bio-inspirées."
Article source (gratuit, en anglais)
Photos : pyramides expérimentales.
À (re)lire : l’Épingle de 2007 Pour éteindre la fourmi de feu.
Fire ants rebuild sinking towers | The Royal Society Open Science, 12.07.2017 http://rsos.royalsocietypublishing.org/content/4/7/170475
Les termitières et les fourmilières sont des prouesses architecturales. Pourtant, chaque ouvrier bâtisseur n'a qu'une perception locale du nid qu'il construit. Des modèles simples révèlent leurs secrets. via Frederic Benhamou @fbenhamou https://twitter.com/fbenhamou/status/253128048591900672
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Analysés à l’échelle microscopique par une équipe franco-britannique, les nids de ces insectes révèlent leurs secrets. Par Nathalie Hertzberg, 24.03.2019 "... L’étude que vient de publier une équipe franco-britannique dans la revue Science Advances laisse de nouveau admiratif devant les capacités de ces insectes sociaux. Elle porte non plus sur les immenses constructions de ces pionniers de l’agriculture mais sur les nids d’autres espèces. Des réalisations plus modestes (60 cm de haut quand même) mais tout aussi complexes. « Comme pour les nids géants, on connaissait leurs propriétés à grande échelle : échanges gazeux, et donc évacuation du CO2 ; régulation de la température ; drainage de l’eau de pluie. Mais on ignorait à peu près tout de la façon dont cela se passait, explique Guy Theraulaz, du Centre de recherche sur la cognition animale (CNRS, Toulouse). Désormais, on sait. » Pour comprendre, les chercheurs ont collecté au Sénégal et en Guinée deux nids érigés par des colonies de Trinervitermes geminatus. Puis ils en ont réalisé la reconstruction virtuelle, en 3D et à multiples échelles, grâce à des tomographes, ces dispositifs capables d’opérer, sans les détruire, des « coupes » successives d’un objet. Les images ont mis en évidence, pour la première fois, dans le mur extérieur de 11 à 15 mm dur comme de la pierre, un réseau de deux types de pores. « A notre surprise, nous avons constaté que les plus gros formaient un réseau en surface et en profondeur, qui traverse cette paroi extérieure », précise le biologiste. Ventilation, régulation thermique, résistance aux pluies Ainsi s’opèrent la ventilation du nid, vitale à la respiration de ses habitants, mais aussi sa régulation thermique. Les fluctuations de 14 °C observées entre le jour et la nuit dans ces régions du globe sont ainsi largement gommées. Des écarts de températures allant jusqu’à 11 °C ont été enregistrés entre l’extérieur et l’intérieur de l’abri. L’équipe en a eu la confirmation grâce aux simulations numériques effectuées à l’Imperial College de Londres. « Elles ont montré que la structure à elle seule permettait d’expliquer les propriétés que nous observions à l’échelle macroscopique », poursuit le chercheur toulousain. La troisième d’entre elles est la résistance aux pluies et aux inondations. C’est là qu’entre en scène la seconde série de pores, microscopiques ceux-là. La simulation a montré que sa principale fonction consistait à drainer l’eau hors du réseau principal afin que celui-ci puisse continuer à jouer son rôle." (...) [Image] Trinervitermes geminatus. C. JOST / CNRS
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2019 : Février "Comment les termites (Blatt. Termitidés) parviennent à construire une termitière parfaitement climatisée ? Ils n’ont ni architecte, ni plan ; chacun y travaille dans son coin sans aucun outil ; leur cerveau est minuscule dans un corps tout petit ; certes, la main d’œuvre est abondante. Les conditions de température, d’humidité, de taux de gaz carbonique dans l’air demeurent celles qui conviennent au développement des termites et des champignons qu’ils cultivent quelques soient les variations au cours du nycthémère, des jours et des saisons.
La forme et l’orientation des termitières varie beaucoup, en fonction du genre, de l’espèce et du lieu, de la cathédrale au patatoïde plat.
Samuel A. Ockoa, Alexander Heydeb et L. Mahadevanb, de Harvard (Massachusetts, États-Unis), livrent une explication à cette diversité au moyen d’un modèle mathématique. Celui-ci lie, par des règles simples, les paramètres physiques de l’environnement de l’individu à son comportement. Le modèle « marche » et rend compte des différentes formes de termitière observées.
Une termitière, avec ses galeries, fonctionne comme un système de ventilation, dont l’énergie est le changement de température entre le jour et la nuit. Les flux d’air qui y circulent voient leur température et leur hygrométrie varier ; ils transportent des phéromones et le gaz carbonique produit par la respiration des habitants. Localement, ces facteurs indiquent aux ouvriers et ouvrières présents quoi faire. Par exemple, s’il fait chaud, modifier la géométrie de la paroi pour refroidir l’air. Une fois ce but atteint, les termites modifient leur comportement. Ce sont ces boucles de rétroaction qui dessinent la termitière. Les termites vivent dans un état de déséquilibre robuste et adaptatif.
Le rôle des phéromones reste à préciser. Elles commandent sans doute la construction de la chambre royale et, par ailleurs, le façonnage des piliers."
Article source
Illustration : termitières. De l'article.
Chez les termites, la règle générale veut que les mâles et les femelles participent ensemble aux activités sociales de la colonie. Pourtant, au Japon, certaines termitières sont devenues 100 % féminines grâce à la mise en place d'une reproduction asexuée. Des termitières 100 % féminines. Publié le 09.10.2018
La construction du premier grand bâtiment biomimétique de France, au sud de Paris, témoigne de l’intérêt croissant des architectes pour le génie de la nature. [Image] La toiture d'Ecotone est composée d'une membrane respirante qui s'inspire des ailes des libellules (Crédit : Luxigon pour la Compagnie de Phalsbourg)
L'éclaireur retourne à son camp de base. Il a débusqué l'adversaire et va guider le gros de la troupe pour un raid éclair. Les combattants se mettent en branle et la colonne chemine jusqu'au camp adverse, où l'attaque est rondement menée : certains percent les murailles, d'autres les franchissent pour récupérer le butin. Mais les soldats ont beau être solides, certains restent sur le carreau. Heureusement, leurs camarades ne les oublient pas, et les plus forts ramènent les invalides à l'abri pour leur permettre de panser leurs blessures.
Indispensable fraternité guerrière? Sauf que l'évacuation sanitaire est ici organisée par… des fourmis. En l'occurrence Megaponera analis, chasseuse de termites de l'Afrique subsaharienne. Deux à quatre fois par jour, des colonnes de 200 à 500 individus partent attaquer des termitières parfois situées à plus de 50 mètres (...) Par Soline Roy. Le Figaro (abonnés), 13.04.2017 Cet article a été publié dans l'édition du Figaro du 13/04/2017 . 84% reste à lire. [L'étude] Saving the injured: Rescue behavior in the termite-hunting ant Megaponera analis | Science Advances, 12.04.2017
http://advances.sciencemag.org/content/3/4/e1602187/tab-figures-data [Image] Mortality and predation of injured and handicapped individuals if not rescued. ___________________________________________________________________
SUR LE MÊME SUJET (article complet) :
→ Découverte de fourmis aidant leurs blessés pour la première fois (étude) - French.china.org.cn, 13.04.2017 http://french.china.org.cn/foreign/txt/2017-04/13/content_40617490.htm
Ces sociétés d'insecte comprennent un petit groupe d'individus reproducteurs et une grande majorité de membres stériles qui sont chargés de la recherche de nourriture, de la défense de la termitière et des soins au couvain. Par Joël Ignasse. Sciences et Avenir. "... Pour comprendre la base génétique de l'eusocialité, les chercheurs ont séquencé le génome [du, NDÉ] termite, Zootermopsis nevadensis, et comparé leurs données avec des études antérieures portant sur les hyménoptères." (...) ---------- NDÉ L'étude : - Molecular traces of alternative social organization in a termite genome - Nicolas Terrapon, ..., Judith Korb, Guojie Zhang & Jürgen Liebig | Nature Communications, 20.05.2014 https://www.nature.com/articles/ncomms4636
[Image] Simplified developmental pathway of Z. nevadensis with sequenced castes and life stages.
« Unique en Europe, le site d’élevage de termites concentre toutes les richesses. Il accueille plus d’une trentaine d’espèces différentes, issues des quatre coins du globe : Nasutitermes lujae, Nasutitermes voeltzkowi ou encore Hodotermopsis sjoestedti. Tous les régimes alimentaires adoptés par ces insectes hyper sociaux y sont représentés : xylophage, champignonnistes et humivore (qui se nourrit d’humus). Au total ce sont des milliers voire un million d’individus qui grouillent dans des dizaines de termitières en terre mâchée. Un lieu fascinant que gère l’Institut pour la recherche et le développement (IRD) de Bondy (93).» → voir le reportage complet http://www.lookatsciences.com/index.pgi?UserName=__GUEST&feature=7565&Language=fr
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Les termites, architectes bioclimatiques - From www.lemonde.fr - March 25, 12:36 PM