Un laboratoire israélien veut comprendre l’ingéniosité d’une fourmi tropicale

Les fourmis tisserandes travaillent en groupe et forment des chaînes pour relier et plier des feuilles tandis eu d’autres exploitent les larves, qui produisent de la soie, pour « coudre » les feuilles en un nid creux et sphérique capable d¡accueillir 50 000 individus.

C’est ce comportement remarquable qui a attiré l’attention du professeur Ofer Feinerman, qui dirige un laboratoire sur le comportement collectif des fourmis à l’Institut Weizmann des sciences à Rehovot, dans le centre d’Israël.

« C’est la fourmi la plus impressionnante que je connaisse, et il y a environ 15 000 espèces de fourmis », explique-t-il au Times of Israel.

Selon Feinerman, peu de personnes ont étudié cette espèce car la collecte des fourmis est difficile, tout comme l’analyse de leur comportement sur plusieurs feuilles, en mouvement constant.

La plupart des études menées jusque-là se contentaient de décrire ce comportement. Selon Feinerman, son laboratoire est le premier à réaliser des analyses scientifiques dans des conditions de laboratoire.

Pour collecter des fourmis, Feinerman et son collègue Ehud Fonio se sont rendus dans le Queensland, dans le nord-est de l’Australie.

De retour à Rehovot, une équipe dirigée par les doctorants Gadi Trocki et Michal Roitman a conçu un lieu de vie pour ces fourmis, équipé de 50 caméras placées autour d’une branche artificielle portant quatre feuilles en plastique transparent.

Une vidéo en accéléré, produite par le laboratoire Feinerman, montre les fourmis en action :

Apparemment inconscientes du fait qu’elles se trouvent dans un laboratoire avec des feuilles artificielles, les fourmis se comportent comme dans la nature et rassemblent les quatre feuilles pour former une boule.

L’équipe de recherche a découvert que l’angle des feuilles déterminait la direction dans laquelle la boule était construite. Par exemple, si les feuilles pointent vers le haut, les fourmis construisent le nid vers le haut à partir des tiges des feuilles. Si deux feuilles sont placées vers le bas et deux vers le haut, les fourmis se penchent et collent les quatre feuilles ensemble dans la direction des deux premières feuilles.

« Les fourmis ne travaillent pas indépendamment sur chaque feuille, mais sur l’ensemble du projet ensemble », explique Feinerman. « On ne sait pas comment. »

« La motivation [pour construire le nid] vient du groupe, pas d’une fourmi en particulier », poursuivit-il. « Peut-être qu’isolément les fourmis comprennent [ce qu’elles sont censées faire], peut-être pas, mais le groupe comprend. Je souhaite comprendre comment ça fonctionne, comment elles le font et ce qui fait que ce qu’elles construisent est si solide. »

Ils ont par ailleurs découvert que c’est la géométrie qui explique la rigidité des nids faits de feuilles flexibles. Le principe est expliqué par le théorème de la part de pizza de Gauss. Si vous prenez une seule part de pizza par la croûte, la part tombe. Si vous la pliez en forme de U, elle reste ferme.

D’autres expériences ont consisté à tester la capacité des fourmis à construire d’autres formes de feuilles, explique Feinerman.

« Le fait de faire venir des fourmis dans un laboratoire et de faire une expérience qui permette de voir du début à la fin comment elles construisent est totalement nouveau », souligne-t-il.

Interrogé sur la pertinence de ce projet, Feinerman explique le fait de comprendre de quelle manière des individus se regroupent pour former une nouvelle entité cognitive pourrait être utile dans d’autres domaines de la biologie ou même dans le domaine de la robotique.

Il a fallu quatre ans pour préparer et mener cette étude publiée plus tôt cette année dans Current Biology, et rendue publique par l’Institut Weizmann lundi.

Feinerman estime qu’il reste suffisamment de questions pour occuper les chercheurs pendant au moins dix ans.