L’anatomie des fourmis.

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Le thorax est la partie la plus utile pour un myrmécologue (2). En effet, c’est grâce à cette partie du corps que l’on peut différencier les espèces de fourmis. Chaque espèce a un thorax bien caractéristique.

C- L’abdomen

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(1) métapleurale : la glande métapleurale est une glande exocrine (déversant sa production à l’extérieur du corps). Elle est située à l’arrière du thorax, au niveau du troisième segment ou métathorax. Sa sécrétion s’écoule à l’extérieur par une minuscule fente du métathorax.

(2) myrmécologue : Scientifique spécialisée dans l’étude des fourmis.

L’Abdomen abrite les systèmes digestif, respiratoire ainsi que les organes génitaux pour les sexués. Il contient également les deux estomacs. Le premier est « le jabot » ou « l’estomac social » qui sert à la trophallaxie (1); Le second lui sert à se nourrir elle-même. Dans l’abdomen on trouve aussi des attributs pratiques pour la fourmi en cas de combat. En effet la possède une glande qui produit de l'acide formique ou du venin paralysant selon les espèces.

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Fourmis s’apprêtant a jeté de l’acide formique sur ses adversaires.

Enfin la fourmi possède La glande de Dufour et la glande de Pavan. Ces dernières sont des organes nécessaires à la sécrétion des messages chimiques odorants, d'une durée de vie d'environ 100 secondes. C’est ce qui permet à chaque fourmi de retrouver son chemin pour aller chercher de la nourriture.

II-/ Pourquoi peuvent-elles porter plus que leur poids ?

- Grâce à leur cou

Si la fourmi peut supporter de telles charges c’est en partie grâce à son cou. Ce dernier correspond à la jointure entre la tête et le reste de l’exosquelette. Chez la fourmi, le cou est constitué d’une matière souple.

(1) trophallaxie : échange de nourriture entre les membres d’une colonie.

Elle est très résistante ce qui lui permet de porter des charges 50 à 60 fois plus lourdes qu’elles. Plus ce joint est résistant, plus la fourmi va pouvoir exercer des pressions fortes.

Cette découverte a été mise au jour dans une université de l’Ohio State University. En effet des chercheurs ont inventé une expérience (qui s’avère mortelle pour les fourmis) qui consiste à coller la tête d’une fourmi sur une centrifugeuse. Une fois l’appareil mis en marche, les pressions exercées sur le cou de la fourmi deviennent de plus en plus conséquentes jusqu’à la rupture de celui-ci.

Et les résultats obtenus sont incroyables. D’après leurs recherches, la fourmi serait en fait capable de supporter 5000 fois son poids rien qu’à la force de son cou !

Selon les chercheurs cette résistance vient du fait que sur la surface de l’articulation du cou de la fourmi se trouve des microstructures en forme de bosses et de plis. Tout cela permettrait à la fourmi de pouvoir supporter de telles contraintes.

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Dans la nature, la fourmi n’utilise pas tout son potentiel…

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- Grâce à leurs muscles

Un muscle est un faisceau de fibres qui peut se contracter et créer une force. La force produite par un muscle est proportionnelle à la surface de sa section transversale (plus un muscle a une section transversale grande, plus il va développer une force importante).

Considérons un faisceau de câbles élastiques, tel qu'il est utilisé pour le saut à l'élastique. Il a une section beaucoup plus grande qu’un câble unique, et exerce une force plus importante (suffisante pour empêcher le sauteur à l'élastique de toucher le sol!). Chez l’homme le biceps est un gros muscle ; plus sa section transversale est grande plus il exerce de force.

La musculature des fourmis et des hommes est totalement différente.

- Chez l’Homme, le squelette (les os) est internes ce qui signifie qu’il est entouré par les muscles.

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- Chez les Fourmis c’est complètement l’inverse. Leur corps est principalement constitué de muscles enveloppés dans une carapace chitineuse très résistante (l’exosquelette). Celui-ci est formé de pièces articulées grâce à des membranes qui permettent les mouvements. Ceci permet à la fourmi d’utiliser ses muscles telles des leviers ce qui fait qu’elle peut déployer une force bien plus conséquente ! Aussi son exosquelette enlève la contrainte de l’os. En effet, à partir d’un certain stade l’os empêchera le développement du muscle ainsi que la force qu’il déploie, ce qui n’est pas le cas chez la fourmi.

Les fourmis peuvent également porter ce poids parce qu'elles sont plus petites. Du coup leurs muscles sont proportionnellement plus forts par rapport à leur masse que pour des animaux plus grands. C'est dû au rapport aire du muscle/volume du muscle qui définit la puissance du muscle (Un muscle de 0.2 g ne développera pas plus de force qu'un muscle de 200g, c'est juste sa puissance par rapport au poids qui est supérieure).

Pour un petit muscle, Aire/Volume (la masse est liée au volume) va être supérieur à Aire/Volume pour un muscle plus gros.

Donc, quand la taille d'un organisme augmente, sa masse augmente à un rythme beaucoup plus grand que la section transversale de ses muscles, de sorte que ses muscles sont capables de soulever plus de masse que celle de leur propre corps. Le schéma ci-dessous l’explique:

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Quand la taille augmente, la différence entre la masse et la quantité de force produite par les muscles augmente de plus en plus. Par exemple les éléphants ont une taille massive mais en proportion une masse musculaire assez faible; même s'ils peuvent soulever des poids incroyables, ils sont incapables de soulever leur propre poids corporel.