Reprenant cette question, je me suis dit: "Eh bien, tout est bien connu sur les fourmis - et quoi, et comment, et comment elles entendent!" Il s'est avéré - rien de tout cela! Pour les myrmécologues (comme ils appellent les spécialistes des fourmis), une seule chose est sûre: les fourmis peuvent communiquer à l'aide de sons. Et si c'est le cas, cela signifie qu'ils ont définitivement une audition et des organes qui (avec un assez grand étirement) peuvent être appelés oreilles.
Et les "oreilles" de fourmis ne sont pas du tout comme ce que l'on a l'habitude d'appeler ce beau mot. Et il existe plusieurs types d '"oreilles". Et entendre n'est en aucun cas leur seule fonction. Et ils sont situés non seulement sur la tête, mais aussi … D'accord, à peu près tout est en ordre.
Comme vous le savez, les sons peuvent se propager non seulement dans l'air, mais aussi dans les liquides (par exemple, l'eau) et même sur les solides (par exemple, le sol, les troncs d'arbres et les feuilles). Et si pour les gens le plus important est les sons «aériens», alors pour les fourmis, qui rampent sur le sol, les arbres et autres choses solides toute leur vie, les sons «durs» sont d'une grande importance. (En principe, une personne est également capable d'entendre des sons de "substrat dur". Souvenez-vous de Vasilisa la Belle, qui pose son oreille au sol pour entendre jusqu'où Kashchei l'Immortel galope sur son cheval héroïque.)
Et pour reconnaître de tels sons "solides", il faut être capable de percevoir les vibrations, les vibrations du substrat. Et pour cela, deux oreilles sur la tête ne suffisent pas - les organes de l'audition doivent être situés là où seul le corps entre en contact avec la surface «sonore», c'est-à-dire pratiquement dans tout le corps.
Figure: 1. La structure de l'organe chordotonal. Les scolopidies sont comme des cordes tendues entre la cuticule et la membrane flexible. Lorsque la cuticule bouge, elle entraîne le scolopidium avec elle et provoque une excitation du neurone situé dans ce scolopidium. Image de what-when-how.com
En termes de structure, ces organes ne ressemblent pas du tout aux oreilles des gens ou, disons, des lièvres. Puisqu'ils ne doivent pas percevoir de vagues volant dans les airs, ils n'ont absolument pas besoin de ce «capteur» externe en forme de coquille, que nous avons l'habitude d'appeler l'oreille. Et ces organes auditifs sont constitués de "cordes" particulières (on les appelle des scolopidies), tendues entre la cuticule (squelette externe d'un insecte) et une membrane flexible spéciale. Chaque scolopidium se compose de trois cellules, dont l'une est nerveuse. Si la surface touchée par la fourmi commence à vibrer, la cuticule commencera à tirer la scoliopidie. Lorsque le scolopidium est étiré, la cellule nerveuse sous l'influence de la tension est excitée et envoie une impulsion au nœud nerveux correspondant. Ainsi, les vibrations de surface se transforment en impulsions nerveuses et la fourmi entend le son. Les organes décrits ci-dessus sont appelés chordotonaux et sont impliqués non seulement dans la distinction des sons, mais aussi dans la proprioception - c'est-à-dire qu'ils ressentent un étirement musculaire et déterminent la position du corps dans l'espace.
Donc, nous avons compris les sons "durs". Mais la fourmi entend-elle aussi des sons «aériens»? Il n'y a pas encore de réponse définitive à cette question, mais il est possible d'extrapoler aux fourmis les données obtenues sur d'autres insectes - par exemple, les moustiques et les mouches.
Et les mouches et les moustiques peuvent entendre les sons «aériens» à l'aide de soies spéciales situées sur les antennes. Une onde sonore déplace un tel poil, le poil tire sur le scolopidium, à partir duquel le neurone situé dans le scolopidium est déchargé et envoie une impulsion au nœud nerveux. Ces organes auditifs sont appelés organes de Johnston. Ils sont un sous-type d'organes chordotonaux et ne sont sensibles que dans le champ proche (généralement à une distance ne dépassant pas des dizaines de centimètres). Il est facile de comprendre qu'ils ressentiront non seulement les sons en tant que tels, mais aussi toute vibration dans l'air - par exemple, le vent causé par une tapette à mouches qui approche.
Vidéo promotionelle:
Et en plus, les insectes ont un autre type d'organes sensoriels capables de percevoir les sons - la sensille trichoïde. Cette phrase complexe fait référence aux minuscules soies sur le corps d'un insecte. Ces soies sont directement (et non par le scolopidium, comme les organes de Johnston) sont connectées à la terminaison nerveuse, et lorsqu'une onde sonore (ou simplement un vent) fait vibrer la sensille trichoïde, la terminaison nerveuse est excitée et génère une impulsion, et par conséquent, les informations sur les vibrations atteignent le nœud nerveux correspondant. … Les fourmis ont une sensille trichoïde, mais il n'est pas encore tout à fait clair si elles sont suffisamment sensibles pour percevoir les sons.
Figure: 2. Antennes d'une fourmi (micrographie électronique). Les antennes portent les organes de Johnston ainsi que de nombreuses sensilles trichoïdes, mais on ne sait pas si elles sont suffisamment sensibles pour entendre les sons. La longueur de la barre d'échelle dans la figure supérieure est de 500 µm, dans celle du bas - 200 microns. Photo de l'article: R. Hickling et RL Brown. Analyse de la communication acoustique des fourmis // Journ. Acoust. Soc. Amer. 2000. V. 108, No. 4. Pp. 1920-1929
Mais on sait comment les fourmis utilisent les alarmes sonores.
Par exemple, les fourmis campotus, ou les fourmis charpentières, rongeant leurs nids dans le bois, frappent les parois du nid avec leurs mâchoires ou leur abdomen afin de convoquer des congénères pour le protéger.
Et encore beaucoup de fourmis sont capables de gazouiller, frottant leur abdomen sur des "râpes" spéciales sur la tige entre la poitrine et l'abdomen (Fig. 3). Le bavardage est à peine audible, l'oreille humaine peut à peine le distinguer, même à courte distance. Cependant, ce volume est suffisant pour les fourmis, et elles peuvent parfaitement communiquer entre elles en utilisant le gazouillis.
Figure: 3. La plupart des fourmis émettent des sons en frottant l'abdomen (Gaster) contre la tige (Postpétiole). Photo de l'article: R. Hickling et RL Brown. Analyse de la communication acoustique des fourmis // Journ. Acoust. Soc. Amer. 2000. V. 108, No. 4. Pp. 1920-1929
Par exemple, ce gazouillis est transmis à travers le sol. Kindred peut déterrer une fourmi enfouie dans le sable, après avoir entendu ses «appels à l'aide».
Et à travers les feuilles et les branches des arbres, les vibrations du gazouillis sont également transmises. Certaines fourmis l'utilisent d'une manière très inattendue. Il s'est avéré que chez les fourmis coupeuses de feuilles, la vibration de l'abdomen est transmise aux mâchoires (mandibules). Lorsque les mandibules coupent la feuille, elles vibrent à une fréquence d'environ 1 kHz (mille fois par seconde!). Grâce à cela, la feuille est coupée, sinon plus rapidement, puis plus lisse et plus précise.
Et plus tard, il s'est avéré que les fourmis gazouillaient plus souvent quand elles coupaient des feuilles non pas plus fortes, mais plus délicieuses! Il s'est avéré qu'en faisant cela, les petits ouvriers couraient vers les plus grosses fourmis ouvrières. Puis un gros ouvrier traîne la feuille coupée dans la fourmilière, et les petits grimpent sur la feuille et la chevauchent. Mais ils ne se contentent pas de monter, mais, par exemple, de protéger les porteurs des mouches qui tentent de poser leurs testicules sur le corps de gros travailleurs.
Récemment, il s'est avéré que les sons pour la communication sont utilisés non seulement par les fourmis, mais aussi par leurs parasites. Des centaines d'autres espèces d'insectes vivent généralement dans une fourmilière. Parmi eux se trouvent les chenilles de certains papillons aux yeux bleus. Ces chenilles ressemblent à la larve d'une certaine espèce de fourmis en apparence et, surtout, en odeur. Les fourmis qui travaillent, trouvant une telle chenille, la traînent jusqu'au nid. Les chenilles de certaines espèces continuent à imiter si bien les larves que les fourmis ouvrières les nourrissent comme leurs propres petites sœurs (les fourmis ouvrières sont des femelles stériles et les larves sont leurs sœurs).
Récemment, il a été révélé que les chenilles et les chrysalides des «pigeons coucous» émettent des sons, imitant les fourmis adultes. Dans le même temps, il s'est avéré que chez les fourmis hôtes (l'une des espèces du genre Myrmica), les reines et les fourmis ouvrières gazouillent différemment. Si vous jouez les sons émis par l'utérus aux ouvrières, ils entourent la source sonore et adoptent des postures «protectrices» caractéristiques, comme pour garder l'utérus réel. Les chenilles et les nymphes sournoises des pigeons imitent les bruits de l'utérus, et les fourmis ouvrières se précipitent pour les garder!
Cet exemple montre que les sons peuvent jouer un rôle important dans la vie de la famille des fourmis: en particulier, la «voix bien placée» royale aide l'utérus à occuper le plus haut niveau de la hiérarchie. Cela signifie que les fourmis sont bien conscientes des différents sons de leurs proches - peu importe ce qu'elles entendent …
L'auteur remercie N. G. Bibikov, A. A. Zakharov et Vera Bashmakova pour leurs conseils et leur aide dans la préparation de la réponse.
Auteur: Sergey Glagolev
