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Belzébuth, le chien de Mme Pouzergues est mort. Qui l'a empoisonné ? Mona, Eva et Gaëtan ont tendu l'oreille dans les boutiques de Montauban. Laissant le brigadier Yakafaucon s'engager sur une fausse piste et leur pie Margot vaquer à ses occupations, les trois enfants mènent leur enquête. Très intéressés par le comportement des animaux, ils visitent le muséum de la ville et sa star, la terrible fourmi géante Paraponera.
Son observation les intrigue. Ils en apprendront plus en passant clandestinement une nuit d'effroi dans le musée. La pie par ses trouvailles leur donne un indice qui renvoie à M. Duballet, un employé municipal amateur d'oiseaux en volière. Le vol d'un tableau au musée qui brouille les cartes et les trouvailles de Margot vont les mettre sur une voie tout à fait inattendue.