La vie en société, faite de coopération et de spécialisation des individus en différentes tâches a permis à Homo sapiens, un singe nu, sans griffes ou crocs acérés, de dominer la planète. Aujourd’hui, les sociétés humaines sont terrassées par une épidémie, un de leurs principaux talons d’Achille.

Pour prendre un peu de recul face à notre situation, il peut être intéressant de se rappeler que les humains ne sont pas les seuls êtres sociaux sur cette planète. Certes, on pourrait être tenté de se comparer à nos proches cousins les autres primates, mais leurs sociétés composées de seulement quelques dizaines d’individus tout au plus ne sont pas ici confrontées aux mêmes défis que les nôtres.

Pour une comparaison plus pertinente, on peut en revanche se tourner vers les insectes sociaux, dont les individus vivent et interagissent en extrême proximité dans des colonies comptant parfois plusieurs milliers d’individus. Les insectes sociaux, apparus sur terre plusieurs millions d’années avant nous, ont donc eu un temps considérable pour évoluer des solutions à ce défi qu’est la lutte contre les épidémies. 

Voici donc un petit tour d’horizon non exhaustif sur ce que l’on connaît des défenses contre les épidémies chez les fourmis, principalement par des recherches effectuées à l’Université de Lausanne, et leur mise en rapport avec les stratégies utilisées chez l’humain.

La distanciation sociale

L’épidémie de COVID-19 nous a habitués au concept de distanciation sociale. Pour vérifier si l’interdiction des rassemblements de plus de cinq personnes étaient respectée, l’OFSP a demandé à Swisscom de surveiller les citoyens grâces aux signaux émis par leurs téléphones portables (1). Des études du même type avaient déjà été entreprises chez les fourmis par Dr. Nathalie Stroeymeyt et l’équipe du prof. Laurent Keller à l’Université de Lausanne. Dans une étude publiée dans la revue Science, les scientifiques ont utilisé des sortes codes-barres miniatures collés sur le dos des insectes (2) et un système de tracking automatique pour suivre les faits et gestes des fourmis après contamination de la colonie par un pathogène. Les scientifiques ont fait une observation intéressante : lorsque 10% des fourrageuses sont contaminées expérimentalement, elles s’isolent activement en restant plus souvent à l’extérieur de la colonie, et plus loin de celle-ci. Ceci est vrai pour les fourrageuses contaminées, mais aussi pour les non-contaminées. Les nourrices, non-contaminées, se rapprochent quant à elles plus près du couvain, qu’elles déplacent plus loin de l’entrée du nid. « Cette organisation sociale diminue la transmission des pathogènes car elle agit comme un sas en diminuant la probabilité de transmission entre groupes. », souligne Laurent Keller. Cette étude adonc permis de montrer qu’ aussi bien les fourmis non-contaminées que les contaminées sont capables d’ajuster leur comportement pour limiter la propagation d’un pathogène (2).

Se laver les pattes… avec des produits fait « maison »

Depuis l’épidémie de COVID-19, on ne cesse de le répéter, il faut se laver les mains régulièrement, et avec du savon. Afin de se protéger de potentielles épidémies, les fourmis, elles aussi, se lavent les pattes, en se léchant pour nettoyer leur propre corps ou celui de leurs congénères, un peu à la manière d’un chat. L’équipe du prof. Michel Chapuisat, à l’UNIL, a démontré que les fourmis s’auto nettoient plus souvent quand un parasite est présent dans leur environnement (3). Les ouvrières quittant le nid pendant un certain temps sont quant à elles systématiquement nettoyées à leur retour par des ouvrières présentes dans le nid, qu’elles soient contaminées ou non par un pathogène. D’autres équipes de recherche ont pu démontrer que certaines espèces de fourmis utilisent le produit de différentes glandes pour désinfecter leur nid (4), leurs couvain (5), ou elles-mêmes (6). 

L’utilisation de médicaments

Pour soigner ou prévenir les maladies, l’être humain a probablement très tôt utilisé des substances de son environnement, souvent des plantes, qui ont ensuite été élaborées pour produire des médicaments. En effet, on sait depuis longtemps que nos proches cousins les chimpanzés ingèrent des plantes aux vertus médicinales quand ils sont malades (7). Chez les insectes, les groupes de recherche des prof. Michel Chapuisat et prof. Philippe Christe, à l’UNIL, ont publié une série d’articles démontrant que les fourmis des bois ramènent dans leur nid de la résine de conifère, qui les protège des champignons ou bactéries (8). La collecte de résine se fait de façon préventive, et ne dépend pas de la présence d’un pathogène dans le nid (9). L’utilisation de cette résine est stratégique, puisque les ouvrières semblent la placer proche des individus sensibles dans le nid, comme le couvain (10). En déposant de l’acide formique dans leur nid, les fourmis augmentent même l’effet antifongique de la résine (11). L’utilisation cette substance se fait donc ici à un niveau collectif, et permet donc vraisemblablement de limiter le développement d’épidémies au sein de la colonie.

La vaccination et l’immunité de groupe

Après une baisse des cas de contamination au COVID-19 vient la période de déconfinement. Dans ce moment crucial, l’absence de vaccin contre cette maladie se fait particulièrement sentir. En Suisse, les premiers chiffres sur la proportion de personnes potentiellement immunisées semble en effet trop bas pour permettre une immunité de groupe (12). 

Chez les fourmis, une équipe de chercheurs basée en Autriche a pu démontrer l’existence d’une sorte de variolisation, cet ancêtre risqué de la vaccination, qui consistait à exposer des personnes à une variante peu virulente de la variole, afin de les protéger d’une exposition ultérieure plus forte. L’équipe a pu démontrer que les fourmis exposées à de faibles doses d’un champignon pathogène montrent une augmentation leur capacité à inhiber la croissance de spores ainsi qu’une sur-régulation des gènes impliqués dans les défenses contre les champignons (13). Ceci peut arriver par exemple lorsqu’elles rentrent en contact avec une autre fourmi infectée. 

Est-ce que cette « vaccination » pourrait déboucher sur une immunité de groupe (herd immunity en anglais) chez les fourmis ? Nathalie Stroeymeyt pense que c’est possible, même si cela n’a jamais été observé « Dans nos expériences, nous avons pu démontrer qu’en modifiant leurs interactions, les fourmis diminuent la probabilité que la reine et les nurses soient exposées à une dose létale du pathogène, mais augmentent la probabilité qu’elles soient exposées à une dose légère, qui pourrait leur conférer une protection ultérieure contre le même pathogène ». Michel Chapuisat souligne toutefois que cela reste encore difficile à conclure en se basant sur les recherches actuelles : « Les travaux sur l’immunité acquise/transmise des fourmis restent faibles. On ne sait pas comment ça fonctionne au niveau des mécanismes, et c’est difficile à répliquer ». 

Quelles sont les différences ?

Ces études montrent des similitudes frappantes entre les stratégies utilisées par les sociétés humaines et les sociétés de fourmis pour combattre les épidémies. Mais quelles sont les différences notables ?

Pour Laurent Keller, il y a quelques milliers d’années, les sociétés d’humains, comme celles des fourmis, vivaient et interagissaient presque exclusivement à l’intérieur de leur propre groupe, la colonie en ce qui concerne les fourmis. Ce n’est que très récemment que les sociétés humaines ont commencé à interagir entre groupes pour arriver jusqu’à la mondialisation que l’on connaît aujourd’hui, permettant à un pathogène de traverser le globe en quelques semaines. « C’est donc à cause de nos changements de mœurs et de la mondialisation qu’une pandémie peut affecter tous les individus d’une espèce. C’est quelque chose d’unique et nouveau. »

Autre différence majeure : une société humaine est constituée d’individus pour la plupart non-apparentés, alors qu’une colonie de fourmis est le plus souvent une famille constituée d’une reine et des de ses filles, les ouvrières stériles. Pour les chercheurs, cela a deux implications. Premièrement, les colonies de fourmis sont vraisemblablement davantage susceptibles aux épidémies que les sociétés humaines, des individus proches génétiquement ayant plus de chances d’être vulnérables aux mêmes pathogènes. Deuxièmement, les fourmis font preuve de davantage d’altruisme. Surprenant ? Pas tant que ça, si l’on pense que la sélection s’est faite sur la reproduction de la reine (et donc de la colonie entière) et pas de chaque individu, contrairement aux humains. Comme l’explique Laurent Keller « Au sein d’une colonie, les fourmis n’hésitent pas à se sacrifier pour le bien de leur société. Ainsi lorsqu’un individu est infecté il va s’isoler pour ne pas infecter les autres individus et ceci même s’il doit mourir ». Nathalie Stroeymeyt ajoute que si l’on ne peut évidemment pas attendre des humains les mêmes sacrifices, il est tout de même intéressant d’observer comment la gestion d’une épidémie a évolué dans des sociétés où c’est la protection du groupe dans son ensemble qui a été sélectionnée, parfois au détriment des individus.

Étudier les fourmis pour comprendre les épidémies chez les humains ?

L’exemple du sacrifice des individus malades chez les fourmis montre que chercher des solutions en prenant comme exemple leurs stratégies n’est pas forcément souhaitable. Pour Michel Chapuisat, il est donc difficile d’envisager que les fourmis puissent être une source d’inspiration directe et utile contre nos épidémies, car selon le chercheur « Notre évolution culturelle, sociale et technologique est très différente de l’évolution génétique des fourmis. »

Malgré cela, l’étude des épidémies chez les fourmis peut-elle être utile à la compréhension des épidémies chez les humains ? Que peut-elle par exemple apporter de plus que la modélisation épidémiologique ? Pour Laurent Keller, « Les modélisations sont très utiles mais elles sont toujours basées sur des hypothèses de base comme par exemple un taux de transmission donné. Or, ce taux de transmission ne dépend pas seulement des caractéristiques du pathogène mais aussi du comportement et de l’organisation sociale de l’hôte ». Nathalie Stroeymeyt poursuit : « En fixant les paramètres et mécanismes d’un modèle, certaines subtilités pourraient être manquées. Les études expérimentales chez les fourmis peuvent par exemple nous faire découvrir des interactions entre facteurs auxquelles on n’aurait pas pensé ». Pour la chercheuse, les études faites chez les fourmis peuvent mettre en lumière des mécanismes généraux qui sont valables aussi pour les humains, par exemple le fait qu’une fragmentation du groupe limite la propagation d’une maladie. 

Face à la pandémie que nous traversons, le salut ne viendra probablement pas de l’observation des fourmis, même si elles nous aident à comprendre les défis auxquelles sont confrontées les espèces sociales. On pourra toutefois simplement s’émerveiller du fait que de grands singes nus et de petits insectes, ayant tous deux évolué un fort penchant pour la vie en groupe, soient souvent tombés sur les mêmes solutions lorsqu’ils étaient confrontés aux mêmes problèmes. De quoi se sentir un peu plus petits, mais peut être aussi un peu plus unis avec les autres pensionnaires de cette planète ?

1.         Swisscom aidera la Confédération à détecter les attroupements via les téléphones. Le Temps [Internet]. 25 mars 2020 [cité 26 mars 2020]; Disponible sur: https://www.letemps.ch/economie/swisscom-aidera-confederation-detecter-attroupements-via-telephones
2.         Stroeymeyt N, Grasse AV, Crespi A, Mersch DP, Cremer S, Keller L. Social network plasticity decreases disease transmission in a eusocial insect. Science. 23 nov 2018;362(6417):941‑5. 
3.         Reber A, Purcell J, Buechel S, Buri P, Chapuisat M. The expression and impact of antifungal grooming in ants. J Evol Biol. 2011;24(5):954‑64. 
4.         Hughes WO, Tranter C, Graystock P, Shaw C, Lopes J. Sanitizing the fortress: protection of ant brood and nest material by worker antibiotics. Behav Ecol Sociobiol. 2013;68(3):1‑9. 
5.         Tragust S, Mitteregger B, Barone V, Konrad M, Ugelvig LV, Cremer S. Ants disinfect fungus-exposed brood by oral uptake and spread of their poison. Curr Biol. 2013;23(1):76‑82. 
6.         Fernández-Marín H, Zimmerman JK, Rehner SA, Wcislo WT. Active use of the metapleural glands by ants in controlling fungal infection. Proc R Soc B Biol Sci. 7 juill 2006;273(1594):1689‑95. 
7.         Huffman MA. Current evidence for self-medication in primates: A multidisciplinary perspective. Am J Phys Anthropol. 1997;104(S25):171‑200. 
8.         Chapuisat M, Oppliger A, Magliano P, Christe P. Wood ants use resin to protect themselves against pathogens. Proc R Soc B. 2007;274(1621):2013‑7. 
9.         Castella G, Christe P, Chapuisat M. Prophylaxis with resin in wood ants. Anim Behav. 2008;75(4):1591‑6. 
10.       Brütsch T, Chapuisat M. Wood ants protect their brood with tree resin. Anim Behav. 2014;93:157‑61. 
11.       Brütsch T, Jaffuel G, Vallat A, Turlings TC, Chapuisat M. Wood ants produce a potent antimicrobial agent by applying formic acid on tree‐collected resin. Ecol Evol. 2017;7(7):2249‑54. 
12.       Mesot L. 5,5% de la population genevoise auraient été exposés au coronavirus au 17 avril. Heidi.news [Internet]. [cité 24 avr 2020]; Disponible sur: /sante/5-5-de-la-population-genevoise-aurait-ete-exposee-au-coronavirus-au-17-avril
13.       Konrad M, Vyleta ML, Theis FJ, Stock M, Tragust S, Klatt M, et al. Social transfer of pathogenic fungus promotes active immunisation in ant colonies. PLoS Biol. 2012;10(4):e1001300. 

Timothée Brütsch est médiateur scientifique chargé de projets au SCMS à l’Université de Lausanne. Psychologue et biologiste de formation, il a soutenu sa thèse sur les défenses sociales des fourmis contre les pathogènes dans le groupe du Prof. Chapuisat à l’UNIL.

Michel Chapuisat et Laurent Keller sont tous deux professeurs au Département d’écologie et évolution de l’UNIL. Ils s’intéressent à différents aspects concernant l’écologie et l’évolution de la vie en société, principalement chez les insectes sociaux. 
Nathalie Stroeymeyt est Senior Lecturer à l’Université de Bristol. Elle étudie les dynamiques de transmission des maladies et l’investissement immunitaire dans les sociétés d’insectes.