Thermorégulation Formica Polyctena

[Juan]

J'observe et étudie depuis plus d'un an une colonie de Formica Polyctena située dans la forêt de Bonnevaux, dans le sud Isère. Très beau nid d'environ 1.3 m de hauteur sur 5 m de diamètre en pleine saison. Une estimation approximative du nombre de fourmis de cette colonie, en comptant le nombre de bestioles au décimètre carré multiplié par la surface couverte donne environ 2 millions de bouches à nourrir !
Ce nid est situé dans une parcelle très sombre de la forêt, plantée de Picéa Abiès. Le nid ne reçoit pratiquement jamais le soleil. Donc en début de saison, vers mi-mars, nos fourmis ont besoin de chaleur pour permettre aux reines de pondre des œufs fécondés, et d'accélérer le murissement du couvain ; soit environ 19°.
Pour atteindre cette température à cette époque, une seule solution : la thermorégulation active. Les fourmis guettent l'éclosion des premiers pucerons, puis elles se gavent de miellat. De retour sur le dôme, elles se regroupent sur le sommet du nid, sur la chambre supérieure, appelée solarium. La distillation du miellat est une réaction exothermique, et la température du sommet monte très rapidement. A tel point qu'il m'est arrivé de voir ''fumer'' la fourmilière par un petit matin froid et humide. La température du sommet était de 29°, alors qu'il ne faisait que 5° dehors !
Cette phase de thermorégulation active dure tant que la température ambiante n'atteint pas les 20°. A partir de ce moment, les fourmis cessent cette régulation, qui leur demande beaucoup d'énergie, et passent à le phase de thermorégulation climatique.
La thermorégulation climatique qui consiste à ouvrir et fermer les ouvertures du nid en fonction de la température extérieure pour maintenir une température constante dans le nid.
Une deuxième phase de thermorégulation active est enclenchée en fin de saison, lorsque les températures commencent à décliner, pour permettre au dernier couvain d'éclore avant la diapause hivernale.
Donc le cycle de vie de cette espèce est intimement lié à celui du puceron.
Je n'ai que peu de données sur le puceron hôte du Picéa Abiès, et les branches actives dans cette parcelle sont beaucoup trop hautes pour me permettre de prélever des spécimens pour identification.
La saison va bientôt commencer et j'aimerais avoir plus de donnés sur le cycle de vie de ce puceron, qui peu me renseigner ?

[lilian42]

Je ne peux pas te répondre désolé.
Mais toi tu m'as appris quelques trucs très intéressants et je te remercie, je n'avais aucune idées de ce phénomène chez nos amies les fourmis.

[Comelechaud]

Elles nous étonnerons toujours ces fourmis (surtout les Formica ^^) ! Merci de partager tes connaissances .

Pour ce qui est du cycle des pucerons, ça dépend desquels (certains n'hibernent pas) mais en gros les adultes pondent des oeufs en automne et ces oeufs éclosent au début du printemps (c'est à dire maintenant !).

EDIT : j'ai lu trop vite la question ^^: le puceron hôte du picea abies semble être le Elatobium abietinum. À toi de faire les recherches nécessaires .

[Fourmenteur]

Effectivement merci pour ce partage, c'est surprenant d'ingéniosité comme comportement.

[raphael35]

Une estimation approximative du nombre de fourmis de cette colonie, en comptant le nombre de bestioles au décimètre carré multiplié par la surface couverte donne environ 2 millions de bouches à nourrir!

Estimation fausse car les dômes de Formica sont constitués en moyenne de 150 000 fourmis.
Très peu d'espèces de fourmis sont capables d'atteindre le nombre de 2 millions de fourmis dans un seul nid. .

Pour le reste, je ne sais pas si tu connais ce bouquin mais il est passionnant.
Fourmis des bois du Parc jurassien vaudois
Auteurs : Cherix Daniel, Freitag Anne, Maeder Arnaud
Parution : septembre 2006
20 x 15 cm, 120 pages

Tu y verras quelques informations intéressantes sur le rôle des messagères thermiques qui en ce moment emmagasinent de la chaleur pour la propager dans le cœur du nid.
Pour la thermorégulation active, je ne pense pas que ce comportement soit abordé mais ça mériterait d'être vérifié.
A noter que le compostage de la matière sur et dans le nid est aussi exothermique.

[Juan]

Je me rend bien compte que le nombre de 2 millions de fourmis peut paraitre énorme, mais je précise bien qu'il ne s'agit que d'une estimation grossière, je n'ai pas eu la patience de les compter une par une!
Voici donc ma méthode de calcul:
Densité moyenne sur un carré de 10x10 cm à environ 10m du nid: 10 fourmis
Surface couverte en haute densité: rayon de 10m autour du nid: soit 200 dm x200 dm x 3.14= 125 600 carrés de 10 cm x10 cm
Soit une population à l'extérieur du nid de 1 256 000 fourmis
Plus toutes celles du service intérieur!
Mais ceci n'a aucune valeur scientifique, c'est juste pour avoir une idée de la quantité.
Il faut dire également que ces données ont été prises au printemps, par temps chaud, c'est à dire le moment idéal ou toutes les fourmis sont dehors pour explorer le territoire autour du nid. C'est la période ou les jeunes ouvrières nouvellement écloses sortent pour patrouiller dans les environs du nid, histoire de mémoriser la topographie de leur territoire. Ensuite, l'activité d'exploration diminue, et le fourragement se concentre sur les pistes régulières.
Quant au livre cité par raphael35: Fourmis des bois du parc jurassien vaudois, je l'ai lu, et je le recommande à tous

[Will]

La distillation du miellat est une réaction exothermique, et la température du sommet monte très rapidement.

Une fourmis "distille" du miellat.
"La distillation est une réaction exothermique"...

Cela ne veut strictement rien dire, ou alors faut qu'on m'explique.
Je ne mets pas en doute une certaine forme de thermorégulation active, mais pas de cette manière obscurément décrite.

Tout d'abord parce qu'une fourmis digère le miellat et ne le distille point. Deuxièmement parce que ni la digestion, ni la distillation d'ailleurs, ne sont exothermiques. Ce serait plutôt en fait, exactement le contraire.
Il me semble bien plus judicieux de se diriger vers une autre forme d'explication : l’énergie retirée de la digestion du miellat permet aux ouvrières de fournir une chaleur métabolique via des mouvements vibrationnels musculaires rapides, un peu à la manière des abeilles et bourdons qui se réchauffent avant l'envol aux températures fraiches. Bref, je suis un peu tatillon j'en conviens, mais autant ne pas raconter n'importe quoi.

Enfin, ne soit pas trop rapide a attribuer ces variations de températures uniquement à une forme de thermorégulation active, pour de bonnes raisons :
1) La décomposition par les micro-organismes des matières organiques constituant le dôme fourni pas mal de chaleur, à la manière d'un tas de compost.
2) Les propriétés isolantes du dômes permettent, par temps froid, d'obtenir une température un peu plus élevées que l'air et ce sans besoin de rien d'autre. Cf graphe.

Regulation nest Acromyrmex

(Bollazzi, M., & Roces, F. (2010). The thermoregulatory function of thatched nests in the South American grass-cutting ant, Acromyrmex heyeri. Journal of Insect Science, 10(1), 137.)

En espérant t'aider avec ces observations intéréssantes. Pour le reste, je ne peux pas te renseigner concernant la biologie du dit pucerons, malheureusement.

[djib]

Merci Will !

Je ne comprenais pas bien cette histoire de distillation et m'apprêtais à poser la question .

[Geoff95]

Salut Juan,

Je reviens sur ton calcul.
Tu dis :

Densité moyenne sur un carré de 10x10 cm à environ 10m du nid: 10 fourmis
Surface couverte en haute densité: rayon de 10m autour du nid: soit 200 dm x200 dm x 3.14= 125 600 carrés de 10 cm x10 cm
Soit une population à l'extérieur du nid de 1 256 000 fourmis

Si r = 10 m = 100 dm,
alors Surface du cercle = PI * r * r = 3,14 * 100 * 100 = 31 400.
Et donc population extérieure = 10 * 31 400 = 314 000.
Avec ce calcul, ton estimation est déjà 4 fois surévaluée. Ou bien j'ai mal compris ce que tu disais ?