Les abeilles sont des insectes remarquables aux nombreuses capacités. Pouvant aisément discriminer différentes situations voire même compter des objets, elles affichent des aptitudes encore plus impressionnantes lorsqu’elles collaborent au sein d’une ruche. Récemment, des scientifiques ont démontré que le fonctionnement des essaims s’apparente à celui d’un cerveau géant dans lequel chaque abeille agit comme un neurone.

Étudier la dynamique des abeilles et l’étonnante efficacité de leur intelligence collective est une activité de longue date à laquelle se livrent activement les scientifiques. Dans ce cadre, une équipe de biologistes de l’université de Sheffield, Royaume-Uni, a appliqué un modèle psychologique théorique – communément utilisé pour l’humain – à plusieurs colonies d’abeilles dans le but d’observer les réponses psychosociales des insectes. Les résultats obtenus ont été publiés dans la revue Nature.

Il n’est pas inhabituel pour les scientifiques de chercher à savoir si les autres animaux suivent également les principes neuropsychologiques qui gouvernent nos cerveaux. Par exemple, dans le domaine de la psychophysique (branche expérimentale de la psychologie étudiant la relation entre un stimulus physique et la perception qu’on en a), la loi de Weber-Fechner décrit la relation entre la perception mentale d’un stimulus et sa grandeur physique. En clair, si vous tenez trois pommes plutôt qu’une, vous sentirez une vraie différence. Mais si vous transportez 30 pommes et que l’on en rajoute une de plus, alors aucune différence ne sera notable.

Cette loi générale sur la perception d’un stimulus et son intensité a été vérifiée chez un très grand nombre d’animaux, des mammifères aux poissons en passant par les oiseaux. Elle a même été confirmée chez certains protistes dépourvus de structure cérébrale comme les amibes. Cependant, la loi de Weber-Fechner n’a jamais été testée auprès « d’organismes collectifs » comme les ruches d’insectes, qui peuvent s’apparenter à plusieurs « petits cerveaux » interconnectés.

Afin d’observer son rôle dans le processus de prise de décision chez les abeilles, les biologistes ont observé différentes ruches d’abeilles européennes (Apis mellifera) se séparer pour se mettre en quête d’un nouvel habitat. Plus précisément, ils ont analysé la vitesse à laquelle les colonies arrêtent une décision entre plusieurs sites de qualité variable, puis ont examiné ces résultats à la lumière de deux autres lois psychophysiques. La première, la loi de Piéron, dispose que le temps nécessaire à la prise d’une décision diminue dès lors que les choix proposés sont de haute qualité. La seconde, la loi de Hick, dispose que plus le nombre de choix est élevé, plus le temps nécessaire à la prise de décision augmente.

temps reaction

Graphes présentant les résultats de l’étude. À gauche, les colonies d’abeilles vérifient la loi de Piéron selon laquelle le temps de réaction diminue quand la qualité des choix augmente. À droite, elles vérifient également la loi de Hick selon laquelle le temps de réaction augmente avec le nombre de choix proposés. Crédits : A. Reina & al

La prise de décision dans le cerveau humain implique l’action de neurones individuels déclenchant des influx électrochimiques. Chez les abeilles, le processus de choix d’une ruche se résume à l’interaction entre les abeilles scouts et les autres, les premières communicant leur découverte grâce à tout une gamme de mouvements corporels.

En analysant les résultats de leurs tests, les biologistes se sont aperçus que les mouvements corporels des abeilles et les neurones responsables de l’influx nerveux suivaient les mêmes lois sous-tendant la prise de décision.

« L’étude confirme également la similitude entre une colonie d’abeilles et un unique organisme complet » explique Andreagiovanni Reina, bioinformaticien et auteur principal de l’étude. « Ou mieux encore, la similitude avec un superorganisme, composé d’un grand nombre d’individus autonomes qui interagissent entre eux pour apporter des réponses collectives ». Identifier les similitudes entre des systèmes présentant autant de différences que le cerveau et les ruches d’abeilles pourrait nous aider à comprendre comment des actions simples émergent de systèmes complexes.

Bien que l’étude ouvre une voie de recherche prometteuse en neurosciences, les auteurs rappellent qu’il ne s’agit que d’un modèle comportemental informatique basé sur un nombre restreint d’observations. Des données supplémentaires permettront d’en apprendre plus sur la façon dont des réponses neuropsychologiques émergent de systèmes autres que de simples neurones. « Observer des similarités entre des colonies d’abeilles et des neurones cérébraux est intéressant, car le comportement d’abeilles choisissant un nid est plus simple à étudier que les neurones d’un cerveau en pleine décision » conclut Reina.

Source : Nature

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