- Architecture, battement d’ailes, déplacements des individus les plus fragiles… les insectes sociaux, tels que les termites, les abeilles et les fourmis, adoptent diverses stratégies pour limiter la surchauffe de leurs nids lors des épisodes de surchauffes extrêmes.
Contrairement aux oiseaux et aux mammifères, les insectes sont ectothermes, c’est-à-dire qu’ils ne peuvent pas maintenir individuellement une température interne constante. Leur activité, leur développement et leur survie sont donc étroitement liés aux conditions extérieures.
Une chaleur excessive augmente leurs pertes en eau et peut perturber le fonctionnement de certaines protéines, des membranes cellulaires et du système nerveux. Les œufs, les larves et les nymphes, incapables de se déplacer librement, sont particulièrement vulnérables. Chez les insectes sociaux, cette difficulté est accentuée par la concentration d’un grand nombre d’individus dans un espace fermé. Leur respiration consomme de l’oxygène et produit de la chaleur, du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau.
La colonie doit donc résoudre plusieurs problèmes simultanément : évacuer l’excès de chaleur, renouveler l’air, conserver suffisamment d’humidité et empêcher le dessèchement des jeunes, tout en se protégeant de l’extérieur, maintenir un accès vers l’extérieur pour se nourrir. Chez les termites et les fourmis qui cultivent des champignons, elle doit également maintenir les conditions nécessaires au développement de leur partenaire symbiotique.
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La termitière, une architecture complexe et respirante
Les grandes termitières d’Afrique, d’Asie ou d’Australie, totalement ou partiellement souterraines, sont souvent présentées comme des systèmes de climatisation naturelle. L’image est séduisante, mais doit être nuancée : toutes les termitières ne fonctionnent pas selon le même principe. Leur architecture et leur ventilation varient selon les espèces, la nature du sol et le climat.
Chez Macrotermes michaelseni, un termite africain qui cultive des champignons du genre Termitomyces, le nid souterrain est associé à un monticule parcouru par un réseau complexe de conduits.
La colonie et le champignon produisent continuellement de la chaleur et du dioxyde de carbone. Les échanges gazeux sont notamment favorisés par les variations de température entre la périphérie et le centre de la termitière.
Une étude sur cette espèce, réalisée en Namibie, a montré que les oscillations thermiques quotidiennes provoquent une inversion régulière des courants d’air. Pendant la journée, la périphérie du monticule se réchauffe plus vite que son centre ; la nuit, elle se refroidit également plus rapidement. Ces différences de température et de densité de l’air alimentent une circulation cyclique qui contribue à évacuer le dioxyde de carbone et l’excédent de chaleur accumulé dans le nid.
La termitière n’impose donc pas nécessairement une température parfaitement constante. Elle tire parti de l’alternance entre le jour et la nuit comme moteur d’une ventilation passive. Le vent peut aussi créer des différences de pression entre plusieurs parties du monticule et favoriser les échanges d’air à travers les ouvertures et les parois poreuses.
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Des termitières poreuses et autoréparatrices
Chez le termite asiatique Odontotermes obesus, également cultivateur de champignons, la termitière possède une organisation en deux couches.
Son cœur est relativement dense et résistant tandis que sa périphérie est plus poreuse et plus perméable à l’air. Cette disposition concilie deux contraintes apparemment opposées : construire un édifice mécaniquement stable tout en permettant sa ventilation.
Les pores et les capillaires de la paroi contribuent aussi à retenir l’eau. L’intérieur des termitières peut ainsi conserver une humidité très élevée, indispensable aux termites comme à leurs jardins fongiques, tout en maintenant des températures plus modérées que celles de la surface.
Ces propriétés ne résultent pas seulement de la forme générale du monticule. Elles dépendent de la taille des particules de terre, de la porosité, de l’épaisseur des parois et de la manière dont les ouvriers mélangent le sol avec de l’eau et des sécrétions.
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À noter aussi qu’une termitière n’est jamais achevée. Les ouvriers construisent, bouchent ou rouvrent des galeries en fonction des courants d’air, de l’humidité et des concentrations en gaz qu’ils rencontrent. On s’en aperçoit en égratignant l’édifice pour vérifier s’il est habité : en général, les soldats sortent les premiers pour sécuriser le périmètre agressé, les ouvriers suivent pour colmater la brèche, en quelques minutes selon son ampleur. Aucun termite ne possède pourtant un plan général de l’édifice.
La construction repose sur la stigmergie : le résultat d’une première action devient le signal qui déclenche les suivantes. Une accumulation de terre, une irrégularité de la paroi ou un courant d’air modifié incitent d’autres ouvriers à déposer de nouveaux matériaux au même endroit. De même qu’un organisme utilise ses organes pour réguler son milieu intérieur, la société de termites régule son environnement grâce aux parois, aux galeries et à l’activité coordonnée de ses membres.
Pour une lecture complète de cet article, paru dans TheConversation.
Auteur: Romain Garrouste
Chercheur à l’Institut de systématique, évolution, biodiversité (ISYEB), Muséum national d’histoire naturelle (MNHN)