Des nématodes bactérivores transmis verticalement sont des habitants constants des nids dans le mutualisme fourmi-arbre Azteca–Cecropia

Toutes petites vers dans des maisons-arbres

Haut dans les arbres tropicaux, certaines fourmis vivent à l’intérieur de tiges creuses et défendent farouchement leurs foyers feuillus. Cette étude révèle que ces « maisons-arbres » arboricoles sont aussi régulièrement occupées par des vers microscopiques appelés nématodes. Loin d’être de simples opportunistes ou des ravageurs dissimulés, ces minuscules créatures s’avèrent être des habitantes régulières et de longue durée qui peuvent discrètement contribuer au fonctionnement de ce monde miniature.

La vie à l’intérieur d’un arbre vivant

Dans les forêts d’Amérique centrale, les Cecropia développent des tiges creuses qui abritent les fourmis Azteca. Les fourmis creusent dans les tiges, élèvent leurs jeunes à l’intérieur et protègent l’arbre des insectes herbivores et des lianes envahissantes. Dans les chambres de la tige, les ouvrières forment des tas lâches de tissu végétal mâché, de cuticules de fourmis rejetées et d’autres fragments organiques appelés « patches ». Des travaux antérieurs avaient montré que bactéries et champignons prospèrent dans ces patches. La nouvelle question était de savoir si les nématodes constituent aussi une composante stable de ce minuscule écosystème, et comment leurs communautés évoluent au fur et à mesure que les colonies grandissent et que différentes espèces de fourmis et d’arbres interagissent.

À la recherche des voisins cachés

Les chercheurs ont ouvert les tiges creuses de 65 colonies d’Azteca vivant dans trois espèces de Cecropia au Costa Rica. Ils ont prélevé les patches de colonies jeunes et matures et les ont examinés de deux manières. D’abord, ils ont utilisé des microscopes pour identifier visuellement et compter les nématodes d’un sous-ensemble de colonies, en se focalisant sur la forme du corps et les structures buccales. Ensuite, ils ont extrait l’ADN des patches et séquencé un gène marqueur permettant de reconnaître différentes lignées de nématodes. En combinant ces approches, ils ont pu voir non seulement quels types de nématodes étaient présents, mais aussi la fréquence de chaque groupe à travers de nombreux nids.

Des habitantes fidèles qui se propagent avec les fourmis

Le motif le plus frappant fut la constance : des nématodes se nourrissant de bactéries, appartenant à un ordre, les Rhabditida, ont été trouvés dans chacun des échantillons de patch, indépendamment de l’espèce de fourmi, de l’espèce d’arbre ou de l’âge de la colonie. D’autres nématodes apparaissaient seulement de temps à autre. Certains étaient probablement phytophages ou mycophages qui préféraient les patches jeunes riches en tissu végétal frais, tandis que d’autres, omnivores ou prédateurs, se manifestaient surtout dans les patches plus anciens et bien développés. Pourtant, dans l’ensemble, la diversité et l’équilibre des types de nématodes dans une colonie donnée restaient stables depuis les premiers stades, lorsque seule une reine fonde un nid, jusqu’aux grandes colonies établies. Comme des travaux antérieurs avaient montré que les jeunes reines transportent des nématodes sur ou dans leur corps, et puisque les nouveaux patches plus profonds dans l’arbre ressemblent aux anciens quant à la composition en nématodes, les résultats soutiennent fortement deux voies de dispersion : une transmission verticale de la colonie-mère à la fille via la reine, et une propagation horizontale d’un patch à l’autre au fur et à mesure que la colonie occupe davantage de chambres de la tige.

Les espèces de fourmis façonnent la communauté microscopique

Bien que les communautés de nématodes fussent cohérentes dans le temps au sein d’une colonie, elles n’étaient pas identiques entre les espèces de fourmis. Les colonies de deux espèces d’Azteca hébergeaient des ensembles similaires de Rhabditida mais en proportions différentes. Une espèce de fourmi construit des patches plus épais, plus humides et tridimensionnels, tandis que l’autre forme des couches plus sèches et sablonneuses. Ces structures de patch contrastées favorisent probablement des nématodes de tailles et de modes de déplacement différents, à l’image de l’influence de la texture du sol sur les vers pouvant prospérer sous terre. En revanche, l’espèce de Cecropia elle-même avait peu d’effet sur la diversité des nématodes une fois que les fourmis avaient établi leurs nids, ce qui souligne que ce sont les fourmis, par leurs habitudes de construction et de gestion des déchets, qui sont les principaux architectes de ce monde microscopique.

Ce que les vers pourraient accomplir

Du point de vue des nématodes, les nids de fourmis offrent un refuge sûr, riche en nourriture, et un système de transport intégré via les reines ailées. Mais qu’en retirent les fourmis et les arbres, le cas échéant ? Malgré le grand nombre de nématodes observés, les colonies et les arbres hôtes ne présentaient aucun signe de dommage, et l’on sait que les fourmis éliminent agressivement les menaces pour la santé du nid. Les auteurs suggèrent que les nématodes pourraient agir davantage comme des aides que comme des parasites : en broutant les bactéries, en excrétant des nutriments et en se déplaçant constamment à travers les patches, ils pourraient accélérer la décomposition de la matière organique, recycler l’azote et aider à maintenir l’équilibre des communautés microbiennes. Dans cette optique, les nématodes deviennent de minuscules ingénieurs d’écosystème, soutenant discrètement le fonctionnement et la propreté des quartiers de vie des fourmis.

Un partenariat caché au sein d’un partenariat

Ce travail montre que les nématodes bactérivores ne sont pas des visiteurs occasionnels mais des membres permanents et hérités de manière fiable du partenariat Azteca–Cecropia. Différentes espèces de fourmis semblent cultiver des combinaisons distinctes de nématodes simplement par la façon dont elles construisent et entretiennent leurs nids. Si de nombreux détails restent à tester, l’étude pointe vers une relation profondément imbriquée à trois niveaux entre arbres, fourmis et vers microscopiques, dans laquelle même les plus petits habitants peuvent contribuer à soutenir la vie dans une tige creuse.

Citation: Barrajon-Santos, V., Nepel, M., Sudhaus, W. et al. Vertically transmitted bacterivorous nematodes are consistent nest inhabitants in the Azteca-Cecropia ant-plant mutualism. Sci Rep 16, 9624 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-34231-9

Mots-clés: mutualisme fourmi-arbre, nématodes, arbres Cecropia, fourmis Azteca, écologie microbienne