Antscan : une base de données révolutionnaire révèle en 3D l'anatomie de 2 200 espèces de fourmis grâce à un accélérateur de particules
Une équipe internationale de biologistes a produit une collection numérique exceptionnelle d'images en trois dimensions représentant la morphologie interne et externe de près de 800 espèces de fourmis. Publiés dans la revue Nature Methods, ces travaux donnent naissance à Antscan, un référentiel contenant des données anatomiques détaillées à l'échelle du micromètre pour deux tiers des genres de fourmis existants, couvrant ainsi 90 % de la diversité de ce groupe. Cette avancée majeure rend accessible, pour la première fois, une vision approfondie d'organismes aussi complexes, allant de leur exosquelette à leurs organes internes. L'ambition initiale du projet, lancée en 2019 par les biologistes évolutifs Evan Economo et Julian Katzke, était de compléter une étude génomique par une imagerie de deux cents espèces de fourmis. Les premiers essais, utilisant des micro-tomographes conventionnels, se sont révélés extrêmement laborieux, nécessitant jusqu'à quinze heures pour scanner un seul insecte. Le tournant est arrivé grâce à la collaboration avec Thomas van de Kamp, qui a orienté les chercheurs vers le Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Au sein du synchrotron de Karlsruhe, ils ont accès à un système de micro-tomographie avancé couplé à un accélérateur de particules. Cet appareil génère un faisceau de photons extrêmement concentré, permettant une résolution inégalée et la visualisation d'organes internes individuels. Grâce à un système robotisé de traitement des spécimens, le temps de scan d'une fourmi est passé d'une journée à trente secondes seulement, éliminant ainsi le goulot d'étranglement technique. Pour alimenter ce nouveau musée numérique, l'équipe a mobilisé des collections du monde entier, obtenant des centaines d'espèces variées, dont la fourmi tireuse du Brésil, la fourmi dracula coréenne et une espèce rare du Congo dotée d'yeux gigantesques. Au total, la base de données Antscan regroupe près de 2200 fichiers 3D d'individus appartenant à 212 genres. Cette richesse de données a déjà permis de nouvelles découvertes biologiques. Une publication récente dans Science Advances a ainsi révélé une corrélation évolutive fascinante : les espèces possédant un exosquelette plus fin tendent à former des colonies plus vastes et complexes, suggérant une stratégie où la quantité d'individus prime sur la robustesse de chacun. L'impact de cette ressource dépasse largement le cadre de la recherche entomologique pure. Daniel Ksepka, conservateur au musée Bruce à Greenwich, a utilisé les fichiers pour imprimer en 3D des têtes de fourmis à l'échelle grandeur nature, offrant au public une appréciation inédite de leur morphologie. De même, des chercheurs comme Andy Suarez voient en Antscan un outil de comparaison précieux pour l'étude de la mécanique des mandibules, comme celles des fourmis à mâchoires pièges. En outre, le potentiel s'étend aux arts graphiques pour le cinéma et à l'éducation scientifique. Bien que la résolution reste inférieure à celle d'un microscope électronique pour l'observation neuronale, la disponibilité publique des données démocratise l'accès aux spécimens d'origine souvent gardés dans des musées. Aujourd'hui, le professeur Evan Economo, de l'Université du Maryland, vise à automatiser la segmentation des organes dans les images et à étendre ce protocole à l'ensemble des invertébrés. Si le projet Antscan est pour le moment centré sur les fourmis, il pose les bases d'un archivage numérique massif capable d'englober des centaines de milliers d'espèces, transformant durablement notre approche de la biodiversité microscopique.
