Une histoire de fourmis

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Israël | Science de la terre, de l’univers et de l’environnement : énergie, transports, espace, environnement
21 décembre 2018

Prof. Nir Gov et Dr. Ofer Feinerman, de l’Institut Weizmann, ont analysé la façon dont un groupe de fourmis déplace un objet et paraît agir de concert, alors qu’elles ne communiquent pas verbalement. Ils ont montré que l’introduction de deux principes de base, qui régiraient leur comportement, permet d’expliquer les résultats de leurs expériences.

À part les humains, nous ne connaissons qu’une espèce dont les membres coopèrent afin de déplacer des objets volumineux : les fourmis. Si nous avons la chance de pouvoir communiquer par la parole, les fourmis n’en ont pas le luxe et, pourtant, elles parviennent à déplacer des objets bien plus larges qu’elles-mêmes. Elles sont aussi capables de manœuvrer afin d’éviter les obstacles qui se trouvent sur leur chemin. Une nouvelle étude émanant de deux groupes de recherche, du Prof. Nir Gov et du Dr. Ofer Feinerman de l’Institut Weizmann, montrent qu’un groupe de fourmis parvient à effectuer ces tâches en changeant aléatoirement de comportement. Le premier mode d’action consiste à forcer le passage et à essayer de faire passer l’objet au-dessus, à travers ou à côté de l’obstacle. Le second est d’explorer le terrain autour de l’obstacle, afin de trouver un autre chemin.

Image. Des fourmis tentent de faire passer un objet par une ouverture (crédits : Institut Weizmann)

Image. Des fourmis tentent de faire passer un objet par une ouverture (crédits : Institut Weizmann)

Les chercheurs sont partis de l’hypothèse qu’une fourmi répond de deux manières aux différentes sollicitations du groupe. Ainsi, si une fourmi sent que l’objet ou bien le bout de nourriture s’éloigne de sa position, elle va soulever ledit objet. Au contraire, si elle sent que l’objet se déplace dans sa direction, la fourmi va davantage tirer l’objet vers elle. La prise de décision à l’échelle d’une fourmi est donc mécanique plutôt que verbale ou chimique. En construisant une simulation numérique basée sur cette hypothèse, les chercheurs ont trouvé que, effectivement, cela se traduisait à l’échelle du groupe en l’apparition des deux modes d’action que sont l’exploration pour chercher un nouvel itinéraire et le fait de forcer le passage.

D’après ce modèle, la taille de l’objet transporté détermine le comportement dominant. Un objet large favorise une tactique d’exploration et les fourmis semblent courir de droite à gauche pour contourner l’obstacle. En revanche, si le groupe transporte un objet plus petit, il passera plus de temps près de l’ouverture ou bien de l’obstacle pour tenter de le franchir. Une série d’expériences, dont des extraits vidéo sont disponibles en suivant le lien ci-dessous, confirme la validité de ce modèle, nous en apprenant un peu plus sur la façon dont s’organisent de larges groupes de fourmis.

Sources :
https://wis-wander.weizmann.ac.il/space-physics/recalculating-route-ant-version
https://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006068

Rédacteur : Arnaud Courvoisier, doctorant à l’Institut Weizmann

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