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Accueil du site > Actualités > Environnement > Émergence : de la fourmi à la fourmilière, de l’abeille à la (...)

Émergence : de la fourmi à la fourmilière, de l’abeille à la ruche

Peut-on échanger avec une fourmi ?

A proprement parler, nous regardons de haut les fourmis. Il faut dire (ou écrire en l’occurrence) qu’elles sont si petites par rapport à nous. Même pas la taille d’un de nos doigts, le plus souvent plus petites qu’un de nos ongles. Donc de leur cerveau, inutile d’en attendre grand-chose, il est si petit que nous l’imaginons insignifiant. A peine la place pour un tout petit réseau neuronal.
 
Avec un chien ou un chat, on peut avoir un semblant de communication. Avec un cheval, un singe ou un dauphin, aussi. Mais avec une fourmi ? Impossible de la regarder les yeux dans les yeux ; inutile de lui lancer une balle, elle ne la ramènera pas ; même à votre retour de vacances après une longue absence, n’espérez pas être accueilli par des sauts de fourmis ou des cris de joie.
Par contre, laissez tomber un peu de nourriture par terre et vous allez les voir accourir. Ou plutôt, vous allez d’abord en voir une, puis dix, puis cent, puis vous ne pourrez plus les compter.
Car en fait, pourquoi parler d’une fourmi ? Comment être sûr que c’est bien elle que l’on va retrouver plus tard ? Essayez donc de la marquer d’une façon ou d’une autre… Des chercheurs y sont arrivés, mais cela n’est pas à la portée d’un premier venu.
Avez-vous déjà vu une fourmi solitaire ? Pourrions-nous imaginer une fourmi Rousseauiste, rêveuse et adepte de promenades ? Certes dans Fourmiz, l’ouvrière Z-4195 tombe bien amoureuse de la belle princesse Bala et a des angoisses métaphysiques, mais elle a la voix de Woody Allen…

Non, les fourmis ne se pensent pas une par une, mais comme un groupe, un ensemble, une colonie. Et certaines fourmilières peuvent atteindre des tailles considérables : le record semble être détenu par la Formica yessensis, une espèce de fourmi des bois, qui a construit une colonie de 45 000 nids sur 1 250 hectares à Hokkaidō (Japon), abritant plus d’un million de reines et 306 millions d’ouvrières(1).
Oui, mais, en additionnant des êtres aussi petits et apparemment primaires que des fourmis, peut-on aboutir à un système global doué d’intelligence ?
La réponse est oui…

La fourmi est petite, mais la fourmilière est grande

...ou du moins détient-elle des propriétés étonnantes.
 
Jean-Claude Ameisen, dans « Sur les épaules de Darwin  », a consacré en mai et juin dernier plusieurs émissions aux fourmis. Voici quelques exemples de ces étonnantes propriétés collectives :
  • Elles sont industrielles : des fourmis d’Amérique du Sud sont capables de construire des ponts vivants pour franchir un obstacle. D’autres, les fourmis de feu, toujours d’Amérique du Sud, peuvent, en cas d’inondation, fabriquer un radeau vivant étanche qui flottera ensuite pendant des mois : chaque fourmi isolée peut piéger une petite poche d’air, mais la collectivité peut en piéger une grande quantité qui permet aux couches du bas – celles qui se trouvent en dessous de la ligne de flottaison –, de respirer ; pour éviter l’épuisement, les ouvrières se relaient et se remplacent dans la position du bas. En voici une vidéo étonnante :


  • Elles ont, bien avant l’homme, il y a soixante à cinquante millions d’années, inventé l’agriculture : ce sont encore des fourmis d’Amérique du Sud qui en sont en à l’origine avec l’invention des jardins de champignons, ce quarante millions d’années avant les termites (ne concluez pas que les termites sont arriérées, sinon que penser de nous alors ?). Il y a douze millions d’années, sont apparues les fourmis coupeuses de feuilles fraiches, capables d’approvisionner plus efficacement des champignons comestibles. Voir le film sur les Atta, les Fourmis champignonnistes
  • Elles savent aussi faire de l’élevage : elles ne se nourrissent pas d’œufs – elles ne sont pas prédatrices –, mais de la rosée de miel que les nymphes produisent. En échange, elles les protègent contre les prédateurs, et aussi de cette rosée qui les englue, gène leur mobilité, et peut même les noyer. Cette rosée génère également la présence de champignons microscopiques qui peut les détruire, elles ou les feuilles sur lesquelles elles se trouvent.


  • Elles peuvent vivre en symbiose avec des arbres : comme pour les nymphes, elles échangent nourriture contre protection. Les arbres produisent un nectar, et les fourmis chassent les prédateurs. Elles répondent à une substance volatile, une odeur émise par la feuille, les plus jeunes l’émettant en permanence, les plus vieilles uniquement quand elles sont agressées.
  • Elles ont inventé la division du travail et la spécialisation : au sein des fourmis coupeuses de feuilles, on compte une vingtaine de tâches différentes en fonction de la taille de la fourmi (selon la taille, une fourmi est plus ou moins puissante, mais aussi peut plus ou moins accéder à de petites alvéoles) et de son âge (les plus âgées vont à l’extérieur, les autres sont centrées sur les tâches domestiques

L'agora est dans le ciel

Poursuite de cette promenade parmi les propriétés étonnantes des fourmilières, toujours largement inspiré par les émissions de Jean-Claude Ameisen. Après avoir été capable de construire un radeau insubmersible, avoir inventé l’agriculture et l’élevage, les voilà qui sont capables de :
  • Trouver le plus court chemin entre deux points : elles peuvent faire émerger de solutions optimales à partir de connaissances uniquement locales. Pour cela, elles explorent le territoire au hasard et laissent des phéromones qui recrutent des autres fourmis : plus le chemin est court, moins il y a d’évaporation et donc davantage de recrutements, et au bout d’un moment, tout le monde passe par le voie la plus rapide. Elles savent même gérer des réseaux dynamiques, complexes et changeants, car elles savent aussi mémoriser une direction. Voici une vidéo où Joel de Rosnay explique ce phénomène :

     
  • Optimiser la circulation  : avec elles, jamais d’embouteillages. Et souvent des soldats immobiles sont sur les côtés pour protéger le flux.
  • S’adapter en fonction de leur environnement  : l’expérience individuelle vient compléter, voire infléchir le conditionnement originel. Ainsi chez certaines familles de fourmis, si une exploratrice ne trouve jamais de nourriture, elle finit par se spécialiser dans des tâches internes à la fourmilière. A l’inverse, celles qui ont du succès, sortent de plus en plus. Bel exemple de plasticité cérébrale collective
Les abeilles de leur côté ne sont pas en reste, car elles peuvent :
  •  Faire part à leurs congénères de leurs découvertes : de retour à la ruche, en exécutant comme une danse, elles communiquent le résultat de leurs recherches. La qualité de la découverte est donnée par la vitesse du retour final et le nombre de circuits, la direction par l’angle de la montée par rapport à la verticale, la distance par la durée de la montée. Ensuite, à cette distance et dans cette direction, les abeilles n’ont plus qu’à chercher l’odeur dont l’abeille d’origine était imprégnée. Et comme elles sont sensibles à la polarisation de la lumière, aux rayons ultra-violets, elles trouvent leur chemin même si le soleil est caché. Pratique, non ? Et une vidéo pour vous montrer la danse de l'abeille :

  • Procéder par démocratie majoritaire  : la colonie ne décidera la localisation de la nouvelle ruche qu’après un vote démocratique et collectif. Comment ? Facile… D’abord plusieurs centaines d’abeilles partent séparément à la recherche d’un nouveau site adéquat. Chacune procède à une évaluation attentive (volume de la cavité, isolement thermique, isolement par rapport à l’humidité et la pluie, taille de l’ouverture – ni trop grande, ni trop petite -), puis revient pour faire un compte-rendu dansé. Les éclaireuses qui n’ont rien trouvé, si elles sont séduites par la danse, vont à leur tour évaluer le site potentiel. Ainsi petit à petit, les destinations les plus intéressantes recrutent de plus en plus d’éclaireuses. Une option se dégage, et à un moment, il y a un consensus qui se fait et toute la colonie s’envole. 

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8 réactions à cet article    


  • jako jako 9 septembre 2011 09:25

    Interessant , merci.
    On apprend beaucoup sur l’homme en étudiant le monde animal et les insectes.
    A noter aussi que le mode solitaire et donc non-coopératif existe aussi en plus grand nombre comme les araignées.
    Merci aussi de souligner les excellentes émissions de Jean Claude.


    • JL JL 9 septembre 2011 11:22

      Intéressant.

      L’intelligence d’une fourmilière est comparable à ce que nous observons en Intelligence artificielle avec les algorithmes génétiques.


      • Robert Branche Robert Branche 9 septembre 2011 11:32

        Oui et je crois qu’il y a tout un champ de réflexions sur nous-mêmes, nos relations et l’émergence de l’humanité comme entité dépassant chacun d’entre nous...


      • etychon 9 septembre 2011 12:55

        Intéressant d’autant plus qu’avec un nom comme Ameisen qui signifie Fourmi en allemand Mr Ameisen doit être capable de parler avec ses copines


        • Robert Branche Robert Branche 9 septembre 2011 13:11

          Amusant ! J’ignorais le sens d’Ameisen en allemand ! smiley


        • asterix asterix 9 septembre 2011 15:31

          Ouf, l’avenir de la Terre est assuré quand nous ne serons plus là !


          • gvanhecke gvanhecke 9 septembre 2011 16:15

            Pendants mes études, j’ai fait de l’IA (intelligence artificielle) :


            Les algorithmes fourmis sont très célèbres dans ce domaine, notamment dans la résolution du problème du voyage de commerce (établir l’itinéraire le plus court entre N points).

            Mais ils existent d’autres méthodes qui s’inspirent aussi de la nature.

            • Les algorithmes génétiques utilisent une autre théorie, énoncée par un grand naturaliste ; la théorie de l’évolution de Darwin. Dans les algorithmes génétiques, l’on brasse des populations d’individus virtuel que l’on fait concourir entre eux pour sélectionner les mieux adapté à un problème. Seul un individu ne sert à rien.
            • Les réseaux de neurones, sont très étudier également, pour tout ce qui est de l’apprentissage par déduction (reconnaître des formes, suivre des trajectoires, ...). Seul ils ne servent à rien. C’est leur grand nombre et leurs interconnexions encore plus nombreuse qui font paraître l’ensemble « intelligent »,. 

            Que ce soit, algorithmes fourmis, algorithmes génétiques ou réseaux de neurones, il y a une grande similitude ; pris isolément ; 1 fourmis, 1 génome artificiel, 1neurone n’est pas d’une grande utilité mais considéré en grand nombre il font émerger une certaine « intelligence ».

            Remercions ce grand Architecte qu’est la nature !!!





            • Dubitatif 9 septembre 2011 18:40

              Je connaissais toutes les informations par mes études en informatique, mais les vidéos sont très didactique.
              Ce qui me permettra d’illustrer par l’exemple un système auto organisé, sans hiérarchie.

              Avec l’open source et les réseaux décentralisés, on est déjà au courant, mais c’est difficile de convaincre des personnes qui ont toujours connu le dogme de l’organisation hiérarchique, ils n’arrivent pas à imaginer d’autres possibles.

              Mais si on devait s’inspirer d’insectes pour les humains, je pense qu’on a plus la philosophie des cafards. On est individualistes et grégaires. Les cafards sont totalement individualistes sur la nourriture (ils gardent l’information de l’emplacement pour eux sans le partager avec le groupe), mais pour se reposer, ou quand ils n’ont pas d’activités, ils se regroupent dans les mêmes cachettes.

              Il y a quelque mois, une émission d’Arte montrait des expériences avec des petits robots couverts de phéromones de cafard assimilés comme tel par les vrai cafards),
              Et les robots forçaient le comportement du groupe (devenant des meneurs de groupe).

              L’expérience la plus significative était d’avoir 2 caches sur la surface de l’expérience,
              Une opaque, et l’autre plus translucide. Normalement, les cafards vont toujours sous la surface la plus sombre. Mais comme il y avait plusieurs robots et que les expérimentateurs les forçaient à aller sous la cache translucide, le reste du groupe de cafard les suivaient (comportement grégaire). Ils ont réussis à mener des cafards contre leur propre intérêt (cache moins sûre).

              Marrant comme nous ne sommes pas évolués finalement quand on regarde les manifestations sportives, culturelles, ... et notre comportement de satisfaction personnelle sans se soucier de son prochain.
              Et les cafards ne se tuent pas entre eux, eux. Ils sont cannibales nécrophage (faut pas gacher toutes ces bonnes protéines), mais pas meurtrier. Si l’homme venait à disparaître, les cafards survivrait sans problèmes. Les insectes nous sont largement supérieur côté survie et résilience aux agressions/changement.

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