Quiconque a eu affaire à des fourmis dans la cuisine sait que les fourmis sont des créatures très sociales ; c’est rare d’en voir un seul. Les humains sont aussi des créatures sociales, même si certains d’entre nous aiment la solitude. Les fourmis et les humains sont également les seules créatures de la nature qui coopèrent systématiquement lors du transport de lourdes charges dépassant largement leurs propres dimensions.
Le professeur Ofer Feinerman et son équipe de l’Institut scientifique Weizmann ont utilisé ce trait commun pour organiser une compétition évolutive fascinante qui pose la question : qui sera le meilleur pour manœuvrer une grosse charge dans un labyrinthe ? Les résultats surprenants, publié dans le Actes de l’Académie nationale des sciencesa jeté un nouvel éclairage sur la prise de décision en groupe, ainsi que sur les avantages et les inconvénients de la coopération par rapport à faire cavalier seul.
Pour permettre une comparaison entre deux espèces aussi disparates, l’équipe de recherche dirigée par Tabea Dreyer a créé une version réelle du « puzzle des déménageurs de piano », un problème informatique classique issu des domaines de la planification du mouvement et de la robotique qui traite des manières possibles de se déplacer. un objet de forme inhabituelle, par exemple un piano, d’un point A à un point B dans un environnement complexe.
Au lieu d’un piano, les participants recevaient un grand objet en forme de T qu’ils devaient manœuvrer dans un espace rectangulaire divisé en trois chambres reliées par deux fentes étroites.
Crédit : Institut des sciences Weizmann
Les chercheurs ont créé deux ensembles de labyrinthes qui ne différaient que par leur taille, pour correspondre aux dimensions des fourmis et des humains, ainsi qu’à des groupes de tailles différentes. Le recrutement des participants à l’étude était plus facile dans le cas des humains, qui se portaient volontaires simplement parce qu’on leur avait demandé de participer, et probablement parce qu’ils aimaient l’idée d’un concours. Les fourmis, en revanche, sont loin d’être compétitives. Ils ont rejoint le groupe parce qu’ils avaient été induits en erreur en leur faisant croire que la lourde charge était un morceau juteux et comestible qu’ils transportaient dans leur nid.
Les fourmis choisies pour rivaliser avec Homo sapiens étaient Paratrechina longicornis. On les appelle ainsi en raison de leurs longues antennes, bien qu’elles soient parfois appelées « fourmis folles » pour leur tendance à se précipiter. Cette espèce familière de fourmi noire, mesurant environ 3 mm de long, est commune partout dans le monde. En Israël, ils sont particulièrement répandus le long de la côte et dans le sud du pays.
Les fourmis ont relevé le défi du labyrinthe en trois combinaisons : une seule fourmi, un petit groupe d’environ sept fourmis et un grand groupe d’environ 80 personnes. Les humains ont relevé la tâche selon trois combinaisons parallèles : une seule personne, un petit groupe de six à neuf individus. et un grand groupe de 26 personnes.
Pour rendre la comparaison aussi significative que possible, des groupes d’humains ont dans certains cas reçu pour instruction d’éviter de communiquer par la parole ou les gestes, voire de porter des masques chirurgicaux et des lunettes de soleil pour dissimuler leur bouche et leurs yeux. De plus, il a été demandé aux participants humains de tenir la charge uniquement par les poignées qui simulaient la manière dont elle est tenue par les fourmis. Les poignées contenaient des compteurs mesurant la force de traction appliquée par chaque personne tout au long de la tentative.
Les chercheurs ont répété l’expérience plusieurs fois pour chaque combinaison, puis ont méticuleusement analysé les vidéos et toutes les données de suivi avancées tout en utilisant des simulations informatiques et divers modèles physiques.
Sans surprise, les capacités cognitives des humains leur ont donné un avantage dans le défi individuel, dans lequel ils ont eu recours à une planification stratégique calculée, surpassant facilement les fourmis.
Cependant, dans le défi de groupe, la situation était complètement différente, surtout pour les grands groupes. Non seulement les groupes de fourmis ont obtenu de meilleurs résultats que les fourmis individuelles, mais dans certains cas, ils ont fait mieux que les humains. Des groupes de fourmis ont agi ensemble de manière calculée et stratégique, faisant preuve d’une mémoire collective qui les a aidés à persister dans une direction de mouvement particulière et à éviter des erreurs répétées.
Les humains, au contraire, n’ont pas réussi à améliorer de manière significative leurs performances lorsqu’ils agissent en groupe. Lorsque la communication entre les membres du groupe était restreinte pour ressembler à celle des fourmis, leurs performances diminuaient même par rapport à celles des individus. Ils ont eu tendance à opter pour des solutions « gourmandes », qui semblaient attractives à court terme mais peu bénéfiques à long terme, et ont opté, selon les chercheurs, pour le plus petit commun dénominateur.
« Une colonie de fourmis est en fait une famille », explique Feinerman. « Toutes les fourmis du nid sont sœurs et elles ont des intérêts communs. C’est une société très unie dans laquelle la coopération l’emporte largement sur la concurrence. C’est pourquoi une colonie de fourmis est parfois qualifiée de super-organisme, une sorte de corps vivant composé de plusieurs « cellules » qui coopèrent les unes avec les autres.
« Nos résultats valident cette vision. Nous avons montré que les fourmis agissant en groupe sont plus intelligentes, que pour elles le tout est supérieur à la somme de ses parties. En revanche, former des groupes n’a pas élargi les capacités cognitives des humains. Le fameux La « sagesse de la foule », devenue si populaire à l’ère des réseaux sociaux, n’a pas été mise en avant dans nos expériences. »
Malgré tous les défis de la coopération humaine, plusieurs auteurs ont réussi à unir leurs forces dans cette étude. Parmi eux figuraient le Dr Ehud Fonio du groupe de Feinerman du département de physique des systèmes complexes de Weizmann, le professeur Nir Gov du département de physique chimique et biologique de Weizmann et le Dr Amir Haluts, alors titulaire d’un doctorat. étudiant supervisé par le gouverneur et le professeur Amos Korman de l’Université de Haïfa.
Plus d’informations :
Tabea Dreyer et al, Comparaison de la résolution coopérative d’énigmes géométriques chez les fourmis et chez les humains, Actes de l’Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2414274121