Les abeilles ça déménage! (1/2)

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Depuis qu’il est gamin, Thomas Seeley est passionné par les abeilles. Devenu biologiste, il s’est mis en tête de décortiquer la manière dont elles choisissent chaque année leur nouveau nid. Il faut dire que le processus est fascinant: en quelques jours seulement (il faut faire vite car elles n’ont rien à manger!) elles arrivent à dégotter le meilleur site à des kilomètres à la ronde, à se mettre toutes d’accord sur ce choix et à y déménager comme un seul homme. Un miracle d’efficacité à faire pâlir d’envie nos partis politiques, sans aucune centralisation.
Dans son livre “Honeybee Democracy” (uniquement en anglais pour l’instant), Seely propose donc une délicieuse plongée dans la vie d’un chercheur en abeillologie. Chaque étape de sa recherche est présentée comme une énigme qu’il tente de résoudre avec d’astucieuses expérimentations. Une vraie leçon de sciences!

Première étape: exploration des options possibles.
Chaque année lorsque la température remonte et que les réserves de la colonie le permettent, la reine quitte le nid pour fonder une nouvelle colonie, accompagnée par un essaim de quelques dizaines de milliers de fidèles. L’essaim stationne d’abord temporairement sur un bosquet pas loin du nid initial, le temps de choisir son nouveau domicile.
Le cahier des charges est strict: ch. triplex bien sit. TBHSP pkg et 2 sdb… Euh, non c’est pas ça: il faut que le futur nid (un trou dans un arbre c’est le top) soit spacieux, lumineux, bien protégé, à un étage élevé et si possible qu’il ait déjà une cuisine équipée:
– 15 litres mini, 80 litres c’est le top;
– une entrée la plus petite possible, entre 10 et 30 cm2, située de préférence au rez-de-chaussée du nid;
– orientation sud et plutôt en hauteur, pour avoir la chaleur mais pas les prédateurs;
– anciens « rayons » laissés par les occupants précédents, bienvenue.

Comme il n’y a pas beaucoup d’agences Century 21 spécialisés dans ce genre de demande, les abeilles butineuses les plus expérimentées partent en éclaireurs chercher les bons plans du coin. Elles inspectent les cavités disponibles dans un rayon de quelques km et reviennent prévenir leurs copines quand elles en trouvent un sympa.
Mais au fait comment fait-on pour mesurer le volume d’une cavité d’environ 15 litres quand on ne mesure soit même qu’un centimètre, qu’on n’a pas de mètre-ruban et que le trou en question est dans le noir complet?
Grâce à des dispositifs ingénieux, Thomas Seeley a montré qu’une fois rentré dans la cavité, l’abeille en évalue la surface au sol en mesurant le temps qu’il lui faut pour en faire le tour en marchant. Pour le volume, le mystère n’est pas complètement levé mais il se pourrait bien qu’elle prenne comme indice les bonds qu’elle fait d’une paroi à l’autre pendant son inspection. La durée moyenne de ces vols lui donnerait une estimation du « libre-parcours moyen » dans la cavité. Or il paraît que le volume d’une cavité vide est proportionnel au produit de ce libre parcours moyen avec la surface des parois (c’est une loi empirique dite de Sabine L=4V/S mais je n’en ai pas trouvé de démonstration convaincante, si vous avez une idée n’hésitez pas!). En mesurant à la fois la surface de la cavité (en marchant) et son libre parcours moyen (en voletant d’une paroi à l’autre), l’abeille se fait une idée du volume même dans le noir. Fortiche!


Une page de pub
Une fois que l’éclaireuse a trouvé un site potable et l’a mesuré sous toutes ses coutures, elle revient à l’essaim, se convertit en agent immobilier et fait la pub pour son emplacement. Ca prend la forme d’une « course frétillante » (waggle run ») qu’elle exécute à la surface de l’essaim, du même genre que celle qui indique la localisation d’une source de pollen: un vrai GPS!
Seeley arrive sans problème à repérer de quelles cavités parlent ces agents immobiliers d’un genre très spécial. Au début l’essaim foisonne donc “d’annonces immobilières” très différentes pour des nids vacants. Mais peu à peu, les meilleurs nids rassemblent de plus en plus de supporters et les autres de moins en moins. Le choix se réduit bientôt à trois nids puis à deux puis à un seul, toujours le meilleur. A ce moment là l’essaim décolle vers le nid en question. C’est beau le consensus!
La recette du consensus
Comment se crée cette belle unanimité? Thomais Seeley a découvert deux mécanismes différents, l’un qui renforce la notoriété des meilleurs sites, l’autre qui élimine les moins bons. D’abord les abeilles usent à fond du téléphone arabe: plus une abeille est séduite par un nid, plus elle répète sa danse avant de retourner (éventuellement) au site qu’elle a trouvé. Et plus elle fait de la pub, plus il y a d’abeilles dans l’essaim qui sont tentées d’aller y jeter un oeil. Si elles reviennent convaincues, ces abeilles deviennent à leur tour des recruteurs pour ce site. Même sans twitter, le buzz enfle rapidement pour la promotion des meilleurs sites.

Le second mécanisme, celui grâce auquel les sites moyens perdent peu à peu leurs supporters, est longtemps resté mystérieux. On a d’abord cru que les abeilles “promotrices” d’un site moyen se laissent convaincre par des collègues plus enthousiastes qu’elles pour un autre site. Mais en les observant patiemment, Thomas Seeley constata que tous les supporters d’un site voyaient leur enthousiasme (mesuré au nombre de circuits de danse qu’elles font) décliner avec le temps, même sans avoir connaissance d’un autre site plus intéressant. Et cette forme de lassitude vaut pour tous les sites, bons ou moins bons:
Les abeilles ne changent pas d’avis à proprement parler, elles ne se laissent pas “convaincre” par leurs pairs, elles finissent simplement par lâcher l’affaire avec le temps. Ça me rappelle la façon dont Max Planck explique le triomphe des nouvelles théories: “Une vérité nouvelle en science n’arrive jamais à triompher en convaincant les adversaires et en les amenant à voir la lumière, mais plutôt parce que finalement ces adversaires meurent et qu’une nouvelle génération grandit, à qui cette vérité est familière.” Les abeilles sont finalement des hommes comme les autres!

Scrutin majoritaire vs quorum
Grâce à la combinaison de ces deux mécanismes -accélération des recrutements pour les meilleurs sites et amollissement progressif de l’enthousiasme pour les autres- le consensus se crée spontanément autour du meilleur choix. Il reste à comprendre comment les abeilles savent que c’est le moment de se décider à élire domicile. “Sentent-elles” qu’il y a une majorité qui se dessine en faveur d’un site de sorte que les supporters d’autres sites se rallient spontanément au choix majoritaire un peu comme pour les primaires socialistes? Cette hypothèse n’a pas résisté aux tests de Seeley.

Il installa deux sites artificiels parfaitement semblables et attractifs mais situés à l’opposé l’un de l’autre par rapport à l’essaim. L’hypothèse précédente prédisait que l’essaim ne décollerait qu’à condition d’arriver au préalable à un consensus pour un des sites. Or jusqu’au dernier moment, les deux nids eurent autant de supporters enthousiastes l’un que l’autre. Juste après le décollage, l’essaim se divisa en deux, chaque groupe se dirigeant vers un nid différent avant de se rendre compte du problème et de revenir à la case départ. Pour Seeley, c’est la preuve que les abeilles ne sont pas sensibles à la “proportion” de supporters en faveur de tel ou tel site, mais au nombre absolu de ces supporters.

Il avait remarqué que les abeilles exploratrices ne déclenchent le signal préparatoire au  décollage de l’essaim (une sorte de vrombissement très particulier), que si elles ont détecté lors de leur précédente inspection au moins 20 autres exploratrices sur le même site qu’elles. Il supposait donc que les abeilles se décident à emménager pour un site lorsqu’un quorum en faveur d’un site est atteint (dans l’expérience précédente ce quorum était atteint mais pour deux sites en même temps). Pour tester son hypothèse il prépara donc une nouvelle expérience,non plus avec deux mais avec cinq nids artificiels identiques.

Le chercheur (avec ses cinq nids artificiels) en pleine action.
Si l’hypothèse du quorum est exacte, la dispersion des abeilles entre ces cinq sites devrait mécaniquement augmenter le temps nécessaire pour atteindre le quorum sur un des sites. C’est précisément ce qu’il mesura: les abeilles mirent environ 2,5 fois plus de temps pour se décider que lorsqu’on ne leur proposait qu’un seul site artificiel. L’hypothèse d’une décision prise par quorum semble bien tenir la route.

Je soupçonne que là non plus nous ne sommes pas très différents des abeilles dans notre vie quotidienne. On a rarement des sondages pour nous servir de guider. En revanche, il suffit pour affermir nos décisions qu’un nombre suffisant de gens autour de nous fassent les mêmes choix que nous. L’incivilité appelle l’incivilité tout comme la discipline appelle la discipline. Et ce n’est pas un hasard si la plupart des choix individuels (préférences politiques, modes de vie, âges de mariage, nombre d’enfants, taux de divorce, etc) ont une forte dimension géographique. Même chez Google, on avait relevé dans ce billet que les pronostics faits par les employés sont corrélés à ceux de leur voisin de bureau et non à leur activité ou à leur spécialité. Si on en juge le résultat chez les abeilles, ça a l’air de marcher. Donc, la prochaine fois que vous ne savez pas comment vous décider et que votre Blackberry est en panne, demandez à votre voisin! Je vous raconterai dans mon prochain billet d’une explication étonnante à ce point commun entre nous et ces abeilles SDF.

Source: Thomas Seeley, Honeybee Democracy
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5 comments for “Les abeilles ça déménage! (1/2)

  1. Guillaume de Lamérie
    22/10/2011 at 04:43

    >Excellent article, je me suis régalé !Je trouve aussi très excitant la piste proposée pour expliquer l'irrationalité de certain de nos comportements pris d'un point de vu individuel dont la rationalité ne peut se comprendre que si l'on prend en compte le point de vue du collectif. Il est parfois très difficile de comprendre comment et pourquoi quand nous faisons une analyse individuelle de nos comportements, même avec un haut niveau de rationalité telle que la science et l’accès aux connaissances nous le permet, nous continuons à adopter très majoritairement des comportements ou des pensées irrationnels dans la vie de tout les jours.La rationalité de nos actes (en termes de survie, d’accès aux ressources et de succès reproductif) du groupe humain n'est pas nécessairement celle de l'individu et vice versa.Passionnant aussi de voir que les mécanismes de prise de décisions dans un collectif d’individu sont possibles avec des moyens cognitifs et de communications pour le moins réduit même dans le cas de prise de décision relativement complexe. Jusqu’ou est-il possible de descendre dans ce domaine ? Les collectifs bactériens ou cellulaires, capables d’organisation et de mise en forme complexe font-ils appel à des mécanismes aux principes similaires ?Enfin, last but not least, comment expliquer d’un point de vue évolutif l’apparition dans les collectifs de mammifères l’apparition d’un chef alors qu’il existe des mécanismes aussi efficaces dans la prise de décision auto-organisé sans autorité centrale ? (cette tendance ne reste-t-elle pas présente à l’état de trace au travers des mouvements anarchistes et de certaines organisation sociales de tribus ?)Encore merci pour la qualité de vos articles !

  2. Xochipilli
    23/10/2011 at 18:58

    >@Guillaume merci pour vos encouragements! Je ne suis pas sûr que ce mode de décision soit dans l'absolu meilleur ou moins bon par rapport à celui du-chef-qui-décide-un-point-c'est-tout car on verra dans le prochain billet certaines limites de l'intelligence collective. En tous cas, certaines guêpes par exemple préfèrent un mode de vie solitaire, et ça ne leur réussit pas mal du tout par rapport à leurs copines collectivistes, ça dépend de l'environnement dans lequel elles se trouvent…

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