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Étude expérimentale du role des ouvrières dans le développement des sexués ailés chez la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.) (Hyménoptères, Formicidae)

Experimental study of the role of workers in the development of alate forms in the antCataglyphis cursor (Fonsc.) (Hymenoptera, Formicidae)

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Chez la fourmiCataglyphis cursor, le développement des sexués ailés a lieu au printemps; il nécessite en élevage, une température et une nourriture suffisantes. La reine inhibe la ponte des ouvrières et empêche la formation d'autres reines dans les jeunes colonies où la population est encore faible.

Des expériences renouvellées durant plusieurs années ont permi de mettre en évidence les points suivants:

  1. 1-

    Des larves à devenir ouvrières, transférées dans des sociétés homocoloniales sortant d'hivernage, peuvent évoluer en reines. Cette «sexualisation» réussit avec des larves issues du couvain pondu par une reine comme avec du couvain issu d'ouvrières, par parthénogenèse thélytoque.

  2. 2-

    Inversement, des grosses larves d'ailés (sauf si elles sont très proches de la nymphose) avortent lorsqu'elles sont données à des sociétés homocoloniales sorties depuis longtemps d'hivernage.

  3. 3-

    La période optimale pour l'élevage des ailés se situe entre 10 et 20 jours après la sortie d'hivernage.

  4. 4-

    Les larves femelles restent bi-potentielles reine/ouvrière jusqu'au début du 3e stade.

  5. 5-

    En diminuant le nombre des larves par rapport au nombre d'ouvrières éleveuses, on peut obtenir jusqu'à 100% de reines.

  6. 6-

    Le couvain est sexualisé par les jeunes ouvrières, nées l'année précédente; après la diapause hivernale, leur corps gras est abondant, les ovaires, les corps allates et les glandes postpharyngiennes montrent des signes d'activité élevée. Les ouvrières âgées de plus d'un an peuvent encore pondre mais semblent incapables d'élever des larves jusqu'au stade adulte.

  7. 7-

    La sexualisation des larves par des ouvrières étrangères reste possible si l'on retire tous les œufs pondus par les ouvrières-hôtes et si le transfert de larves est tenté entre colonies d'une même localité ou de localités géographiquement proches. Des larves adoptées, dont la sexualisation est en cours, avortent lorsque le couvain indigène est laissé en place; celui-ci évolue normalement en produisant des ailés.

  8. 8-

    Pour se développer, les larves de mâles ont aussi besoin d'être soignées et nourries par des ouvrières sorties d'hivernage depuis peu. Les larves de mâles paraissent relativement fragiles et subissent une forte mortalité au cours de leur développement.

Le rôle de la parthénogenèse dans la nature et ses implications sur la structure des populations et le contrôle de la colonie par les ouvrières sont brièvement discutés.

Summary

In the antCataglyphis cursor, the developement of alate forms in laboratory rearings occurs from late March to late June and needs adequate conditions of temperature and food. The queen inhibits worker egg laying; she prevents other queens from developing in small incipient colonies.

Several years of experiments show the following:

  1. 1-

    Larvae moved from a society producing only workers to another society made apart from the same colony having just overwintered and producing alates, can grow into queens. This “sexualization” succeeds for brood originating from queens as well as for brood issued by thelytoky from orphaned workers.

  2. 2-

    Conversely, large larvae (alate biased), except the ones which are close to pupation, die when put into homocolonial societies which have been active for two month after overwintering and therefore only able to produce workers.

  3. 3-

    The period of maximum efficiency for the production of alates by workers occurs between 10 and 20 days after the end of overwintering.

  4. 4-

    Female larvae can develop into queens or workers until the early third and last instar.

  5. 5-

    By increasing the nurse/larvae ratio, up to 100% of sexuals can be obtained.

  6. 6-

    Young workers, eclosed the year before, are able to sexualize the female larvae and rear male larvae to imagoes. After the winter diapause, the fat body of young nurses is abundant; they exhibit high physiological activity in ovarioles, corpora allata and postpharyngeal salivary glands. Older workers are still able to oviposit but unable to rear their own offspring.

  7. 7-

    Development and sexualization of larvae transferred to alien colonies is possible if all the recipient colony's eggs are removed and if the two colonies originate from geographically close localities. Adopted larvae are rapidly abandoned and die if the native brood is left in the nest; the latter normally develops into alates.

  8. 8-

    Similarly, male larvae need to be reared by young vernalized nurses to develop. Male larvae seem to be relatively susceptible and rare in the brood. They suffer heavy mortality while developing.

The physiological condition of nurse-workers seems to be determinant for development and survival of sexuals. The role of thelytoky in the field and its implications for population structure and worker control of the colony are briefly discussed.

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Bibliographie

  • Bauseinwein F., 1960. — Untersuchungen über sekretorische Drüsen des Kopf und Brustabchnittes in derFormica rufa Gruppe.Casopis. Cesk. Spolec. Entomol., 57, 31–57.

    Google Scholar 

  • Bier K., 1956. — Arbeiterinnenfertilität und Aufzucht von Geschlechtstieren als Regulationsleistung des Ameisenstaates.Insectes Soc., 3, 177–184.

    Google Scholar 

  • Billen J., 1982. — Ovariole development in workers ofFormica sanguinea Latr. (H.F.).Insectes Soc., 29, 86–94.

    Google Scholar 

  • Cagniant H., 1973. —Apparition d'ouvrières à partir d'œufs pondus par des ouvrières chez la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.).C.R. Acad. Sci. Paris, 277, D, 2197–2198.

    Google Scholar 

  • Cagniant H., 1976a. — Distribution, écologie et nid de la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.) (H.F.). Vie Milieu,26, C, 265–276.

    Google Scholar 

  • Cagniant H., 1976b. — Cycle biologique de la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.).Vie Milieu, 26, C, 277–281.

    Google Scholar 

  • Cagniant H., 1979. — La parthénogenèse thélytoque et arrhénotoque chez la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.). Cycle biologique en élevage des colonies avec reine et des colonies sans reine.Insectes Soc., 26, 51–60.

    Google Scholar 

  • Cagniant H., 1980a. — La parthénogenèse thélytoque et arrhénotoque chez la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.). Etude en élevage de la productivité des sociétés avec reine et de sociétés sans reine.Insectes Soc., 27, 157–174.

    Google Scholar 

  • Cagniant H., 1980b. — Etude des stades larvaires de la lignée des ailés et de la lignée des ouvrières dans des colonies avec reine et sans reine chez la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.) (H.F.).Bull. Soc. Hist. nat., Toulouse,116, 192–206.

    Google Scholar 

  • Cagniant H., 1982. — Etude expérimentale de la ponte des reines et des ouvrières chez la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.) (H.F.), Bull. Soc. Hist. nat. Toulouse,118, 59–69.

    Google Scholar 

  • Cagniant H., 1983. — La parthénogenèse thélytoque et arrhénotoque chez la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.). Etude biométrique des ouvrières et de leurs potentialités reproductrices.Insectes Soc., 30, 241–254.

    Google Scholar 

  • Cagniant H., 1984. — Influence de la reine sur l'apparition des sexués ailés et sur la ponte des ouvrières chez la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.).Bull. Soc. Hist. Toulouse,120, 99–102.

    Google Scholar 

  • Conway J.R., 1983. — A study of winged queens of Colorado honey antMyrmecocystus mexicanus in captivity.J. N.Y. Entomol. Soc., 91, 252–263.

    Google Scholar 

  • Delage Darchen B., 1976. — Les glandes post-pharyngiennes des Fourmis. Connaissances actuelles sur leur structure, leur fonctionnement, leur rôle.Ann. Biol., 15, 63–76.

    Google Scholar 

  • Delage Darchen B., 1977. — Les régulations sociales chez les Fourmis.Ann. Biol., 16, 517–543.

    Google Scholar 

  • Erpenbeck A., Kirchener W., 1983. — Zur Kaeltersistenz der Kelinen Roten WaldameiseFormica polyctena Foerst (H.F.).Z. f. Angew. Entomol., 93, 271–281.

    Google Scholar 

  • Frank S.A., 1987. — Variable sex ratio among colonies of ants.Behav. Ecol. Sociobiol., 20, 195–201.

    Google Scholar 

  • Fresneau D., 1984a. — Etude du polyéthisme et du développement des ovaires dans une colonie dePachycondyla obscuricornis (H.F.)Actes Coll. Insectes Soc., 1, 87–92.

    Google Scholar 

  • Fresneau D., 1984b. — Développement ovarien et statut social chez une fourmi primitiveNeoponera obscuricornis Emery (H.F.P.).Insectes Soc., 31, 387–402.

    Google Scholar 

  • Gabe M., 1968. —Techniques histologiques. Mason éd., 1113 p.

  • Gosswald K., Bier K., 1953. — Untersuchungen zur Kastendetermination beiFormica rufa pratensis Retz.Zool. Anz., 151, 126–134.

    Google Scholar 

  • Gosswald K., Bier K., 1954. — Untersuchungen zur Kastendetermination in der Gattung Formica. 3- Die Kastendetermination vonFormica rufa rufo-pratensis minor Gössw.Insectes Soc., 1, 229–246.

    Google Scholar 

  • Herbers J.M., 1984. — Queen-worker conflict and eu-social evaluation in a polygynous ant species.Evolution, 38, 631–643.

    Google Scholar 

  • Hohorst B., 1972. — Entwicklung und Ausbildung der Ovarian bei Arbeiterinnen vonFormica (Serviformica) rufibarbis (Fabricius).Insectes Soc., 19, 389–402.

    Google Scholar 

  • Isingrini M., 1983. — La reconnaissance coloniale dans les soins au couvain chez la fourmiCataglyphis cursor. DEA Biologie du Comportement, Paris Nord, 102 p.

  • Isingrini M., 1987. — La reconnaissance coloniale des larves chez la fourmiCataglyphis cursor (H.F.).Insectes soc., 34, 20–27.

    Google Scholar 

  • Jensen T.F., 1977. — Some aspects of the ecological energetics ofFormica pratensis Retz. (H.F.) with special reference to the construction of population energy budget.Inst. Zool. Zoophysiol. Univ. Arhus, DK., 109 p.

    Google Scholar 

  • Ledoux A., Dargagnon D., 1973. — La formation des castes chez la fourmiAphaenogaster senilis Mayr.C. R. Acad. Sci., Paris,276, D, 551–553.

    Google Scholar 

  • Lenoir A., 1984. — Brood colony recognition inCataglyphis cursor worker ants (H.F.).Anim. Behav., 32, 942–944.

    Google Scholar 

  • Lenoir A., 1986. — Ecoéthologie des populations de la fourmiCataglyphis cursor. Coll. Nat. CNRS «Biologie des Populations», Lyon, Sept. 1986, 645–652.

  • Lenoir A., Cagniant H., 1986. — Role of worker thelytoky in colonies of the antCataglyphis cursor (H.F.).Entomol. Gener., 11, 153–157.

    Google Scholar 

  • Lenoir A., Isingrini M., Nowbahari M., 1982. — Le comportement d'ouvrières deCataglyphis cursor introduites dans une colonie étrangère de la même espèce (H.F.). «La communication chez les sociétés d'Insectes», Coll. intern. UIEIS, Barcelone, Sept. 1982, 107–114.

  • Lenoir A., Querard L., Berton F., 1986. — Colony founding and role of parthenogenesis inCataglyphis cursor ants.Abstr. 10th intern. Congr. UISSI, Munich 1986, J. Peperny ed., p. 89.

  • MacKay W.P., 1983. — Stratification of workers in harvester ant nests (H.F.).Kans. entomol. Soc., 56, 538–542.

    Google Scholar 

  • Minkenberg O.P.J.M., Petit M., 1985. — Ovariole developpment in workers ofMyrmica Myrmica rubra Linnaeus (H.F.) and its relation to age- polyethism.Annls. Soc. r. Zool. Belg., 115, 29–43.

    Google Scholar 

  • Nowbahari M., Lenoir A., 1984. — La fermeture des sociétés de la fourmiCataglyphis cursor: Relation avec la distance géographique. «Processus d'acquisition précoce —Les communications». A de Haro et X. Espadaler Eds. Public. Univ. Auton. Barcelona et SFECA, 457–461.

  • Otto D., 1958. — Ueber die Arbeitsteilung in Staate vonFormica rufa rufo-pratensis minor Gössw. und ihre vechaltensphysiologischen Orundlagen. «Beitrag zur Biologie der Rotenwaldameisen».Wiss. Abh. Dtsch. Akad. Landwirtschaftwiss, Berlin,30, 166 p.

    Google Scholar 

  • Otto D., 1960. — Zur Erscheinung des Arbeiterinnenfertilität und Parthenogenese bei der Kahlrückigen Rotenwaldameisen (Formica polyctena Först.) (H.).Dtsch. ent. Zeit., 7, 1–9.

    Google Scholar 

  • Pamilo P., Rosengren R., 1983. — Sex ratio strategies inFormica ants.Oikos, 40, 24–35.

    Google Scholar 

  • Pamilo P., Rosengren R., 1984. — Evolution of nesting strategies of ants: Genetic evidence from different population types ofFormica ants.Biol. J. Linn. Soc., 21, 331–348.

    Google Scholar 

  • Passera L., 1969. — Biologie de la reproduction chezPlagiolepis pygmaea Latreille et ses deux parasites sociauxPlagiolepis grassei Le Masne et Passera etPlagiolepis sene Stärcke (H.F.).Annls Sci. nat. Zool. Biol. 12e série,11, 327–482.

    Google Scholar 

  • Passera L., 1984. — L'organisation sociale des fourmis.Bios, UPS. Privat ed. Toulouse, 360 p.

    Google Scholar 

  • Pondicq N., 1983. — Etude des territoires chez la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.) (H.F.).DEA Ecologie, Tours, 39 p.

  • Querard L., 1985. — Reproduction et exploitation de l'habitat chez la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.) (H.F.).DEA Ecologie expérimentale, Tours, 49 p.

  • Schmidt G.H., 1982. — Egg dimorphism and male production inFormica polyctena Foerster.«The Biologie of Social Insects», Proc. IX Congr. IUSSI. Boulder Colorado, Westview Press, 243–247.

    Google Scholar 

  • Smeeton L., 1982. — The effect of age on the production of reproductive eggs by workers ofMyrmica rubra.Insectes Soc., 29, 465–474.

    Google Scholar 

  • Sommer F., Cagniant H., à paraître. — Les peuplements de fourmis des Albères orientales (P.O., France).Vie Milieu, 38.

  • Sorensen A.A., Busch T.M., Vinson S.B., 1983. — Factors affecting brood cannibalism in laboratory colonies of the imported fire ant,Solenopsis invicta Buren (H.F.).J. Kansas Entomol. Soc., 56, 140–150.

    Google Scholar 

  • Strambi A., 1986. — Endocrine control of caste determination in Social Hymenoptera.Abst. 10th intern. Congr. IUSSI, Munich, J. Peperny ed., p. 93.

  • Suzzoni J.P., Cagniant H., 1975. — Etude histologique des voies génitales chez l'ouvrière et la reine deCataglyphis cursor (Fonsc.). Arguments en faveur d'une parthénogenèse thélytoque chez cette espèce.Insectes Soc., 22, 83–92.

    Google Scholar 

  • Trivers R.L., Hare H., 1976. — Haplodiploidy and the evolution of the social insects.Science, 191, 249–263.

    PubMed  Google Scholar 

  • Ward P.S., 1983a. — Genetic Relatedness and Colony Organization in a species Complex of Ponerine Ants I. Phenotypic and Genotypic Composition of Colonies.Behav. Ecol. Sociobiol., 12, 285–299.

    Google Scholar 

  • Ward P.S., 1983b. — Genetic Relatedness and Colony Organization in a Species Complex of Ponerine Ants. II. Patterns of Sex Ratio Investment.Behav. Ecol. Sociobiol., 12, 301–307.

    Google Scholar 

  • Ward P.S., 1986. — Functional queens in the australian greenhead ant,Rhytidoponera metallica (H.F.).Psyche, 93, 1–11.

    Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Laboratoire de Bioécologie des Insectes, U.P.S., 118, route de Narbonne, F 31062, Toulouse Cedex

    H. Cagniant

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  1. H. Cagniant
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Cagniant, H. Étude expérimentale du role des ouvrières dans le développement des sexués ailés chez la fourmiCataglyphis cursor (Fonsc.) (Hyménoptères, Formicidae). Ins. Soc 35, 271–292 (1988). https://doi.org/10.1007/BF02224060

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