La tolérance aux températures extrêmes des fourmis légionnaires pourrait indiquer comment les populations animales réagiront aux changements climatiques

Les chercheurs de l'Université Drexel ont échantillonné une variété de colonies de fourmis légionnaires (Eciton burchellii parvispinum) pour tester comment la distribution de leur habitat affectait les tolérances des fourmis aux températures extrêmement basses et élevées. Ce qu'ils ont découvert, c'est que les tolérances thermiques des colonies différaient selon la zone d'altitude - mais de manière remarquable - des différences significatives de tolérance thermique des colonies existaient dans des zones similaires, ce qui a amené l'équipe à croire que l'adaptation locale aux températures n'est pas le seul facteur contribuant aux différences de physiologie thermique.

« Étudier comment les animaux sont capables de tolérer des températures extrêmement élevées et basses peut faire la lumière sur la façon dont le changement climatique peut affecter le comportement et l'écologie des animaux », a déclaré Sean O'Donnell, PhD, biologiste et professeur au Drexel's College of Arts and Sciences. "Les fourmis utilisées dans cette étude sont uniquement exposées aux conditions de température de leur habitat car elles sont tout le temps dans des conditions ambiantes lorsqu'elles se nourrissent - alors que d'autres fourmis mènent une grande partie de leurs activités sous terre, ce qui les protège de la température."

L'équipe a échantillonné des colonies dans le nord-ouest du Costa Rica, sur une large plage d'altitude - en tenant compte de la taille du corps et de la géographie.

"Nous avons comparé les tolérances thermiques moyennes des colonies entre les zones de basse et de haute altitude pour évaluer si la physiologie des performances de la colonie était associée aux climats thermiques locaux, et nous avons testé si des différences significatives entre les colonies étaient évidentes après avoir pris en compte la taille et l'élévation du corps", a déclaré Kaitlin Baudier, co-auteur. sur l'étude et professeur adjoint à l'Université du sud du Mississippi.

O'Donnell et Baudier, un ancien doctorant de Drexel, ont trouvé trois modèles importants dans leurs données, récemment publiées dans Ecological Entomology.

1)Les colonies différaient significativement dans leurs tolérances thermiques . Les températures minimales et maximales que les travailleurs pouvaient tolérer différaient d'une colonie à l'autre. Cela signifie que les groupes sociaux d'animaux sont susceptibles d'être affectés différemment par les changements climatiques.

2)L'adaptation locale aux conditions de température est une pièce du puzzle.Les colonies provenant de sites plus frais à haute altitude étaient plus sensibles aux températures élevées et plus tolérantes aux basses températures.

3)Au sein des colonies, les tolérances aux basses et hautes températures n'étaient pas corrélées . Cela répond à une question ouverte importante dans la recherche en biologie thermique : cela suggère que les mécanismes qui affectent les capacités à tolérer des conditions extrêmement chaudes sont distincts de la capacité à tolérer le froid extrême.

"Ce travail élargit notre compréhension de la façon dont les performances thermiques varient à travers les niveaux d'organisation biologique, des fourmis individuelles aux colonies entières", a déclaré Baudier.

L'équipe note qu'en plus des caractéristiques physiologiques qui font des fourmis un bon modèle à étudier, les colonies sont écologiquement importantes pour la fonction des forêts qu'elles habitent.

"La colonie de fourmis de l'armée fonctionne comme une unité et est comparable à des animaux prédateurs plus grands comme le jaguar ou l'aigle harpie - mais au lieu d'un animal singulier, elle est composée de centaines de milliers d'individus qui sont vraiment sensibles à la chaleur", a déclaré O ' Donnel. "Les animaux prédateurs de plus grande taille seront capables de réguler leur température corporelle, et bien que les changements climatiques ne soient pas sans importance pour ces animaux, il est probable que leur réponse aux changements thermiques sera beaucoup plus tamponnée."

L'importance physiologique et écologique des colonies pourrait en faire une bonne référence pour identifier les premiers effets du changement climatique.

Les chercheurs espèrent qu'en découvrant la capacité de la colonie de fourmis militaires à tolérer des températures extrêmement élevées et basses, ils pourront relier les données à la compréhension globale de la variation de l'environnement thermique et des effets possibles du changement climatique sur le comportement et l'écologie des animaux.

"Nous ne savons pas encore très bien pourquoi c'est – quelles sont les causes de ces différences de colonies entre les groupes au sein d'un site de test", a déclaré O Donnell. "Alors qu'une partie de la différence est décrite par l'adaptation locale aux conditions de température, nous émettons l'hypothèse qu'il existe également une base génétique pour les différences entre les colonies voisines."

Le groupe prévoit de poursuivre ses travaux en examinant la génétique des colonies dans l'espoir de mieux comprendre pourquoi les colonies diffèrent dans leur capacité à tolérer les températures extrêmes.

"Si une variation significative de la physiologie thermique des colonies est associée à des différences génétiques, les environnements thermiques pourraient entraîner des changements évolutifs dans la physiologie thermique", a déclaré O'Donnell.

Lisez l'article complet ici : https://resjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/een.13258

Drexel News est produit par University Marketing and Communications.

Relations avec les médias

Directives de soumission