Sommaire Sommaire ......................................................................................................................................................... 1 I. Introduction ................................................................................................................................................. 2 Objectif de la mission ......................................................................................................................... 2 II. Matériel et méthodes.................................................................................................................................. 3 Echantillonnage................................................................................................................................... 3 Techniques de capture......................................................................................................................... 3 Détermination ..................................................................................................................................... 4 III. Résultats .................................................................................................................................................... 5 Proportion des sous-familles ............................................................................................................... 5 Les trois milieux ................................................................................................................................. 5 Appâts ................................................................................................................................................. 6 Pitfall................................................................................................................................................... 6 Espèces................................................................................................................................................ 7 IV. Discussion et perspectives ........................................................................................................................ 7 Remerciements.................................................................................................................................... 7 VI. Bibliographie............................................................................................................................................. 8 Annexes ............................................................................................................................................................ 9 I. Introduction La famille des Formicidae (Hyménoptères) compte plus de 11 000 espèces réparties en 16 sous-familles, dont 8 se trouvent en région néotropicale (Bolton, 1994). Les fourmis sont des insectes dont les sociétés sont divisées en castes. Les reines pondent, les ouvrières (stériles) s’occupent de nourrir la fourmilière, d'entretenir le couvain ainsi que de construire le nid et les sexués (mâles et femelles) sont présents uniquement à l'essaimage pour la reproduction. Seul les femelles sexuées survivront pour fonder une nouvelle colonie. La distribution de cette famille est mondiale et s'étend du cercle polaire arctique aux terres les plus australes. Les seuls endroits dépourvus de fourmis sont l'Antarctique, le Groenland et quelques îles des océans atlantique et indien (Hölldobler & Wilson, 1990). La diversité spécifique des fourmis est importante et de loin supérieure aux autres insectes sociaux. En forêt équatoriale (Pérou), Wilson (1987) a dénombré 43 espèces de fourmis (26 genres) sur un arbre. En forêt équatoriale (Bornéo), Brühl et al. (1998) recensent 524 espèces (73 genres) sur 6 ha ! En plus de cette diversité, leur importance écologique est considérable et résulte d'une longue évolution (Wilson, 1959 ; Agosti et al., 2000). L'apparition de la socialité serait une cause de ce succès écologique. En effet, selon des estimations, les insectes sociaux représenteraient plus de 75 % de la biomasse totale d'insectes (Hölldobler & Wilson, 1990). En ce qui concerne les fourmis, leur biomasse représenterait 10 à 15 % de la biomasse animale totale dans la plupart des écosystèmes terrestres ; et dans la canopée, 19 à 69,7% des espèces et 10 à 46 % de la biomasse des arthropodes arboricoles. On estime, par exemple, à plus de 8 millions le nombre de fourmis contenues dans le sol d'un hectare de forêt amazonienne (Hölldobler & Wilson, 1990). Elles jouent un rôle primordial dans l'écologie des sols en déplaçant plus de terre que les vers de terre ou les termites. Ce sont également les principales prédatrices d'insectes et d'invertébrés et d'importants vecteurs de dispersion des graines (Wilson, 1971; Hölldobler & Wilson, 1990). En Guyane, la famille des Fourmis (Formicidae) est représentée par environ 500 espèces. On estime au double le nombre total d’espèces de fourmis en Guyane (Delabie, comm. pers.). A l’exclusion du l’écosystème aquatique, elles ont colonisé aussi bien le milieu forestier (litière, canopée, troncs, bois mort, plantes, etc.) que les savanes ou les milieux anthropisés (bords de route, maisons, villes et maintenant ordinateurs !). Objectif de la mission Par leur petite taille, leur dominance numérique, leur diversité spécifique, leur sédentarité et l'abondance de leurs colonies, elles constituent de très bons organismes pour la recherche en écologie comportementale et en biogéographie ainsi que comme indices pour la mesure de la biodiversité (Agosti et al., 2000). Comme dans tout écosystème forestier guyanais, les fourmis sont très communes dans la Réserve naturelle volontaire Trésor. Cette mission a pour but de dresser un premier inventaire (non exhaustif) des espèces de fourmis présentes dans la réserve et de tester une méthodologie applicable à la Réserve naturelle de la Trinité. Ces deux forêts, distantes de 93 kilomètres, présentent de nombreuses différences notamment la pluviométrie, la géologie, la géomorphologie, la pédologie… L'application d'un protocole standardisé, préalablement testé à Trésor permettra des comparaisons des peuplements de fourmis entre les deux espaces protégés. II. Matériel et méthodes La mission s’est déroulée du 10 au 25 janvier 2004 aux alentours du carbet d’accueil de la réserve. La Réserve Naturelle Volontaire Trésor (2400 ha) se situe sur la montagne de Kaw (PK 18). Elle est délimitée au sommet par la route de Kaw, s’étend sur le flanc sud de la montagne et se termine en contrebas par une zone humide (non prospectée au cours de cette étude). Echantillonnage Dans ce contexte forestier, plusieurs niches écologiques ont été échantillonnés (forêt, lisière de forêt, carbet). Nous avons varié les méthodes de capture afin de pourvoir échantillonner un maximum de niches écologiques et capturer un maximum d’espèces. Quatre méthodes complémentaires ont été choisies en raison de la facilité de leur mise en place, du peu de matériel et du peu de temps disponibles : le pitfall trap, les appâts, la chasse à vue de jour et la chasse à vue de nuit. En forêt, nous avons au la chance d’avoir accès une demi-journée à la canopée grâce à la technique de Varappe mise en place par Philippe Maquet (Aye-Aye Environnement). Nous pouvons schématiser l’échantillonnage de la manière suivante : Niche écologique Forêt Sous-bois Canopée Lisière Carbet Echantillonnage Pitfall trap (20 x 5m) Appâts (20 x 5m) Chasse à vue de nuit (1h) Chasse à vue de jour (5 x 1h) Chasse à vue de jour (30 min) Appâts (20 x 5m) Chasse à vue de nuit (1h) Chasse à vue de jour (2 x 100m en 2h) Chasse à vue de jour ( 2x 1h) Techniques de capture Chasse à vue de jour : Capture de tout individu vu au sol, sur les troncs, sur les branches accessibles, ou bien dénichées dans les troncs morts, sous la litière, sous les pierres, sous l’écorce ou dans les fleurs. Le temps de chasse est compté en heures. On essayera, dans la mesure du possible de ne pas compter deux fois les individus d’une même colonie. Ainsi, les individus d’une même espèce capturés sur une même aire (1m² environ) ne seront comptabilisés qu’une fois. La chasse à vue de jour est la technique de chasse la plus facile et nécessite très peu de matériel. Elle a cependant l’inconvénient de passer à côté des espèces discrètes, rares ou bien situées trop haut dans les arbres ou trop profond dans le sol. Chasse à vue de nuit : Idem que la chasse à vue de jour, mais muni de lampe frontale. La chasse de nuit révèle une faune bien différente du jour. Pour les fourmis, seules les espèces de fourmis dominantes (Azteca spp., Crematogaster spp., Pheidole spp., etc.) continuent leur activité et gardent ainsi leur territoire avec efficacité. L’inconvénient de la chasse de nuit est le manque de visibilité (lampe frontale) et les risques liés au fait de se promener seul dans la forêt la nuit. Pitfall trap : Un gobelet est enfoncé dans le sol, contenant un mélange d’eau, d’alcool et de liquide vaisselle (pour diminuer la tension superficielle de l’eau). L’insecte tombe dans le gobelet et se noie. Le pitfall est récolté 48h après la mise en place. Les pièges sont placés tous les 5m sur un transect de 100m (20 pièges). Appâts : Les appâts sont constitués d’un mélange de thon, de miel et de gâteaux secs. Le mélange est déposé sur un carré d’aluminium afin de pouvoir retrouver facilement l’emplacement du l’appât. Les appâts sont placés tous les 5m sur un transect de 100m (20 appâts) et récoltés 1h après la pose. L’inconvénient des appâts est qu’ils ne capturent que les fourmis attirées par cette nourriture, malgré le mélange sucres-protéines. Les fourmis termitophages par exemple ne sont pas attirées. Par ailleurs si plusieurs espèces découvrent l’appât, on constate bien souvent qu’une espèce dominante (agressive et nombreuse) prend le dessus et chasse les autres, ce qui biaise la mesure. Détermination La détermination des espèces très fréquentes et facilement identifiables a été réalisée sur place. Chaque fourmi trouvée dont la détermination était douteuse ou inconnue a été récolté (Eppendorf) et placé dans l’alcool. Au laboratoire, certaines espèces douteuses ont été déterminées, le plus souvent jusqu’au genre (Bolton, 1994). Le reste des espèces indéterminées a été envoyé à des systématiciens (Edith Rodriguez, Vénézuela ; Thibault Delsinne, Belgique). La détermination n’est pas encore terminée et fera l’objet d’un complément à ce rapport. III. Résultats A l’issue de la mission, nous avons dressé un tableau des espèces trouvées pour chaque site et pour chaque méthode de capture (cf. tableau brute en annexe). Au total, sur 109 espèces collectées, 24 espèces ont été déterminées jusqu’à l’espèce, 45 jusqu’au genre et 40 jusqu’à la sous-famille. Il ne sera dès lors pas encore possible d’effectuer une analyse détaillée de la biodiversité des espèces. Nous pouvons cependant observer certaines tendances. Proportion des sous-familles L’analyse de la proportion des sous-familles montre une prépondérance des Myrmicinae et un relatif équilibre des principales sous-familles (Ponerinae, Formicinae, Dolichoderinae). Remarquons que cet équilibre montre que l’échantillonnage était complet, les Dolichoderines étant des fourmis majoritairement arboricoles et les Ponérines majoritairement terricoles. Les Ecitoninae (Fourmis légionnaires) se retrouvent en faible proportion car elles ne représentent que 2 espèces nomades (faible probabilité d’en croiser) et les Pseudomyrmecinae sont moins d’une dizaine d’espèces en Guyane et restent très discrètes et timides. Sous-familles (% ) Ecitoninae Pseudomyrmecinae Dolichoderinae Formicinae Ponerinae Myrmicinae Les trois milieux La répartition des sous-familles dans les différents milieux est différente (cf graphique cidessous). En forêt on constate une prédominance des espèces terricoles (Ponerinae), qui s’explique par les méthodes de piégeage au sol. Il est par ailleurs difficile d’avoir accès aux fourmis arboricoles. Les Fourmis légionnaires (Eciton) sont bien présentes en forêt et les Pseudomyrmecinae vivent préférentiellement en lisière, au soleil, ce qui explique leur prédominance en milieu ouvert (lisière et carbet). Il en va de même pour les Dolichoderinae, fourmis majoritairement arboricoles, plus présentes sur les lisières et en milieu ouvert. Il faut cependant noter que seules 10 espèces ont été trouvées au carbet, ce qui n’indique rien de significatif en terme de proportions. Proportion des sous-familles par milieu 45 % 40 n = 71 n = 28 n = 10 35 Dolichoderinae 30 Ecitoninae 25 Formicinae 20 Myrmicinae 15 Ponerinae 10 Pseudomyrmecinae 5 0 Forêt Lisière Carbet La chasse à vue de nuit a été difficile en raison du manque de personnes pour effectuer des sorties. Sur une chasse de 1h, 6 espèces inconnues le jour ont pu être collectées (3 en forêt et 3 en lisière). Appâts Au moment de collecter, 4 espèces ont été fréquemment trouvées sur les pièges : en forêt : M Ind. 36 (7x), Pheidole sp.3 (4x) et Wasmannia auropunctata (5x) ; et en lisière : Ectatomma sp.3 (4x) et Wasmannia auropunctata (3x). Il se pourrait quà l’arrivée sur l’appât, ces espèces en chassent d’autres soit parce qu’elles ont accès plus efficacement à des sources de nourriture (par un recrutement chimique de masse par exemple) ou soit par leur agressivité et leur dominance. Les pièges en appât utilisés comme tel ne sont pas générateur d’une grande biodiversité. Il pourrait être à l’avenir envisagé de changer la méthode (augmenter ou diminuer le temps d’attente entre la pose et la mesure) ou de la coupler à d’autres types de nourriture (fruits, termites, etc.) afin de maximiser la diversité des captures. On constatera également la prépondérance des Wasmannia auropunctata (la fourmi électrique), minuscule fourmi difficile à détecter à la capture à vue et facilement visible avec les appâts. Ceci montre bien la complémentarité des méthodes de captures. Pitfall Les pièges Pitfall ont permis de capturer une bonne diversité de fourmis (15 espèces sur 20 gobelets). Il est à remarquer que ces espèces se retrouvent fréquemment dans les pièges (Ex : Pachycondyla villosa 11x ; Atta sexdens 7x). Ceci montre que les gobelets ne piègent qu’une série de fourmis (souvent de grande taille) incapables de remonter ou bien marchant trop vite pour pouvoir se rattraper. Par contre, cette méthode cumule les espèces dans chaque gobelet et les espèces dominantes n’ont pas l’occasion de chasser les espèces non-dominantes. Espèces Pour les fourmis arboricoles, considérons que la fréquence de capture est proportionnelle à la dominance1. La liste brute (annexe) nous renseigne sur la présence de fourmis dominantes : Dolichoderus bispinosus, Camponotus femoratus, Crematogaster sp1. Cependant, il manque à l’inventaire quelques espèces très dominantes de la canopée guyanaise (Ex : Azteca chartifex). Il sera à l’avenir souhaitable d’approfondir l’échantillonnage en canopée. IV. Discussion et perspectives La mission d’échantillonnage des fourmis dans la réserve naturelle volontaire Trésor nous a permis de capturer 109 espèces (6 sous familles, plus de 20 genres) en peu de temps et avec peu de moyens. Cela représente un cinquième des espèces connues en Guyane. Les méthodes d’échantillonnage se sont avérées être très complémentaires (peu d’espèces reprises dans plusieurs méthodes) et nous avons capturé aussi bien des espèces arboricoles que terricoles. Les fourmis constituent un bon outil d’étude et de suivi de la biodiversité en forêt guyanaise (Agosti et al, 2000), eu égard à leur ubiquité et la facilité d’en croiser. Les difficultés rencontrées au cours de la mission (pas d’équipe, peu de temps, peu de moyens) sont facilement surmontables et pourront donner lieu à de fructueux futurs inventaires. Par contre, pour les fourmis, restera l’incontournable et difficile accès au nom d’espèce. Le laboratoire, la binoculaire et les spécialistes sont nécessaires pour les espèces les moins connues (nombreuses !), ce qui peut rendre longue l’obtention des résultats définitifs. A l’avenir et si d’autres études myrmécologiques sont envisagées, nous conseillons d’insister sur les captures de nuit, les captures en canopée, l’essai d’autres appâts, l’utilisation de pièges malaise et de pièges lumineux pour la capture des sexuées et de pièges Winkler pour la litière. Aussi, il serait intéressant de prospecter dans la partie basse de la montagne, voire dans la plaine et d’effectuer un transect pour étudier la variation de biodiversité avec l’altitude et le changement de végétation. Dans un but de vulgarisation grand public, on repérera les principaux nids des fourmis remarquables (Cephalotes atratus, Ectatomma tuberculatum, Gigantiops destructor, Paraponera clavata, Azteca sp., Atta sp.), toutes fréquentes autour du carbet et facilement visibles, afin d’illustrer les anecdotes des guides. Remerciements Maël Dewynter - ONF Réserve naturelle volontaire Trésor Gilles Barros 1 Dominance : fourmis arboricoles à colonies populeuses, forte agressivité, recrutement chimique de masse, écartèlement des proies, surveillance du territoire 24h sur 24 (Servigne 2002) VI. Bibliographie Agosti D., Majer J. D., Alonso L. E., Schultz T. R. (2000). Ants : standard methods for measuring and monitoring biodiversity. Smithsonian Institution Press, Washington and London, 280 pp. Bolton B. (1994). Identification guide to the ant genera of the world. Cambridge, Mass., Harvard University Press, 222 pp. Brühl C. A., Gunsalam G., Linsenmair K.E.. (1998). Stratification of ants (Hymenoptera, Formicidae) in a primary rain forest in Sabah, Borneo. J. Trop. Ecol. 14: 285-297. Hölldobler B., Wilson E. O. (1990). The ants. Harvard University Press, Cambridge, Mass, 732 pp. Servigne, P. (2002). Eco-éthologie de la fourmi arboricole Dolichoderus bidens (L.) (Hymenoptera : Dolichoderinae) en Guyane française. Mémoire de fin d’études. Gembloux, Faculté universitaire des sciences agronomiques de Gembloux: 62pp Wheeler W. M. (1910). Ants: their structure, development and behavior. New York, Columbia University Press, 663 pp. Wilson E. O. (1959). Some ecological characteristics of ants in New Guinea rain forests. Ecology 40: 437-447. Wilson E. O. (1971). The insect societies. Cambridge, Mass., Harvard University Press, 548 pp. Wilson E. O. (1987). The arboreal ant fauna of Peruvian Amazon forests : a first assessment. Biotropica 19: 245-251. Annexes Matériel utilisé • • • • • • • • • • • • Pince souple Alcool Tubes Eppendorf Liquide vaisselle Gobelets en carton Machette Appât (thon, miel, gâteaux secs) Lampe de poche Ciseaux Marqueur Carnet Papier aluminium Liste brute par milieu et par méthode d’échantillonnage Légende des méthodes CVJ : Chasse à vue de jour CVN : Chasse à vue de nuit Légende des Sous-familles D : Dolichoderinae F : Formicinae E : Ecitoninae M : Myrmecinae P : Ponerinae X : Pseudomyrmecinae milieu Forêt Méthode CVJ Sous F Genre espèce D D D D D E E F F F F F F F M M M M M M M M M M M M M M M P P P P P P P P P P P P P X Dolichoderus Dolichoderus Dolichoderus Dolichoderus Dolichoderus Eciton Eciton Anoplolepis Camponotus Camponotus Camponotus Camponotus Gigantiops Ind 1 Acromyrmex Atta Atta Cardiocondyla Cephalotes Cephalotes Crematogaster Crematogaster Ind 2 Ind 3 Ind 4 Ind 6 Ind 8 Ind 9 Ind 10 Ectatomma Ectatomma Ind 11 Ind 12 Odontomachus Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Paraponera Pseudomyrmex bispinosus sp.1 sp.2 sp.3 sp.4 burchelli hamatum sp.1 femoratus sp.1 sp.2 sp.3 destructor F M M Camponotus Ind 5 Ind 7 octospinosus cephalotes sexdens emeryi atratus sp.1 sp.1 sp.2 nb de recoltes ref 2 37 33 43 49 52 48 55 64 3 6 2 7 2 sp.1 tuberculatum sp.1 sp.1 sp.2 sp.3 sp.4 sp.5 stigma villosa clavata sp. 1 2 4 3 2 2 4 2 2 5 39 44 61 40 47 50 51 32 34 31 71 35 38 54,68 73 63 70 72 62 69 45 60 67 41 42,65 46,53 66 56 36 CVN sp.4 57 58 59 Appâts D M M M M M M M M M P Dolichoderus Ind.36 Ind.37 Ind.38 Ind.39 Ind.40 Pheidole Pheidole Pheidole Wasmannia Ectatomma sp.5 7 2 sp.3 sp.4 sp.5 auropunctata brunneus Liste brute des espèces trouvées 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Sous-famille Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Dolichoderinae Ecitoninae Ecitoninae Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Genre Azteca Azteca Dolichoderus Dolichoderus Dolichoderus Dolichoderus Dolichoderus Dolichoderus Dolichoderus Dolichoderus Dolichoderus Ind 14 Ind 15 Ind 16 Ind 17 Tapinoma Eciton Eciton Anoplolepis Camponotus Camponotus Camponotus Camponotus Camponotus Camponotus Camponotus Camponotus Camponotus Gigantiops Ind 1 Ind 13 Ind 18 espèce alfari trigona sp.5 sp.6 sp.7 bidens bispinosus sp.1 sp.2 sp.3 sp.4 melanocephala burchelli hamatum sp.1 sp.5 sp.6 sp.7 femoratus sp.1 sp.2 sp.3 sp.4 sp.8 destructor 4 5 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 Formicinae Formicinae Formicinae Formicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Myrmicinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ind 19 Ind 20 Ind 21 Ind.28 Acromyrmex Atta Atta Cardiocondyla Cephalotes Cephalotes Crematogaster Crematogaster Crematogaster Crematogaster Crematogaster Ind 10 Ind 2 Ind 22 Ind 23 Ind 24 Ind 25 Ind 26 Ind 27 Ind 3 Ind 4 Ind 5 Ind 6 Ind 7 Ind 8 Ind 9 Ind.36 Ind.37 Ind.38 Ind.39 Ind.40 Ind.29 Ind.30 Ind.31 Ind.32 Pheidole Pheidole Pheidole Pheidole Pheidole Pheidole Solenopsis Wasmannia Ectatomma Ectatomma Ectatomma Ectatomma octospinosus cephalotes sexdens emeryi atratus sp.1 sp.1 sp.2 sp.3 sp.4 limata var. parabiotica sp.1 sp.2 sp.3 sp.4 sp.5 sp.6 sp.1 auropunctata brunneus sp.1 sp.2 sp.3 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Ponerinae Pseudomyrmecinae Pseudomyrmecinae Pseudomyrmecinae Pseudomyrmecinae Pseudomyrmecinae Ectatomma Ind 11 Ind 12 Ind.33 Ind.34 Ind.35 Odontomachus Odontomachus Odontomachus Odontomachus Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Pachycondyla Paraponera Pseudomyrmex Pseudomyrmex Pseudomyrmex Pseudomyrmex Pseudomyrmex tuberculatum sp.2 sp.3 sp.4 sp.1 sp.1 sp.2 sp.3 sp.4 sp.5 sp.6 sp.7 stigma villosa harpax clavata sp. 1 sp.2 sp.3 termitarius gracilis