Le cerveau de 1mm3 d’une fourmi contient un substitut de GPS

Publié le 25 Septembre 2018

3 fourmis du désert : Cataglyphis bicolor (Afrique du Nord), Ocymyrmex (Afrique de l'ouest) et Melophorus bagoti (Australie)

Cataglyphis bombycina est une vedette dans le monde des spécialistes des fourmis. Grâce à d'étonnantes capacités d'adaptations, elle peut résister à des chaleurs infernales, se procurer de la nourriture dans un milieu extrême et trouver son chemin dans une mer de sable dépourvue de tout repère. Une faculté qui a intéressé une équipe des universités de Zurich et de Berlin et qui aurait, dans le futur, des applications pour l'homme, par exemple, se déplacer sur d'autres planètes.

Bombycina, le petit nom de cette Cataglyphis vient du latin robe de soie. C'est à son fourreau qu'elle doit son aspect argenté et une partie de sa capacité à survivre dans la fournaise. Son autre secret : sa vélocité. Rapportées à l'échelle d'un homme, ses pointes atteindraient 300 mètres… à la seconde ! Une flèche d'argent rarement à l'arrêt..(...)

A deux heures au nord du village mauritanien les chercheurs ont bivouaqué pendant vingt jours sous des températures qui atteignaient quotidiennement 45 °C.

Les fourmis des forêts retrouvent leur nid en retrouvant leurs traces olfactives. Tout en se déplaçant elles déposent sur le sol un fil d’Ariane collectif, une odeur commune à leur colonie, une phéromone. C’est pourquoi vous voyez souvent les fourmis se déplacer en file indienne sur des tracés bien précis.

Les fourmis du désert ne peuvent utiliser des traceurs olfactifs. Les substances olfactives s’évaporent en quelques minutes sur un support toujours minéral, sans terre, ni plantes qui retiennent les odeurs.

Trjaet allr et retour d'une fourmi et robot Sahabot 2

La fourmi Cataglyphis utilise donc un autre système de navigation. Lorsqu’elle cherche de la nourriture, elle cherche au hasard en zigzaguant pour parcourir le maximum de surface.
Pour revenir à la fourmilière, elle économise son énergie et revient en ligne droite.
Son record est un trajet aller de 592 mètres à l’aller et de 140 mètres au retour !
Voyez le tracé graphique sur la première photo.
L’erreur peut être de 1 mètre environ alors qu’elle n’est que de quelques centimètre si la fourmi s’éloigne de moins de 100 mètres.
Pas mal , non ?

Les chercheurs (Wehner voir son article technique en fichier annexé) ont conclu que cette fourmi disposait d’un compas optique avec ses yeux. Elle détecte la lumière du soleil, polarisée même sous les nuages. Elle connait donc parfaitement ses axes de déplacement par rapport à un axe fixe de référence. Elle intègre aussi la déviation normale du soleil en cours de journée la journée en dépit de son mini cerveau.
Elle arrive par ses pattes à mesurer la distance exacte parcourue sur chaque axe, mesurant distance, vitesse.

Enfin, d'après Collett, les fourmis mémorisent du panorama des repères qui entourent le but (nid, nourriture) une image à très basse résolution, fondamentalement 2D (sans information ,de profondeur. Cette image mémorisée est comparée à l'image actuelle en continu vue par la fourmi. Des règles simples se fondant sur cette comparaison permettent à l'animal de modifier sa direction de marche pour faire progressivement coïncider les deux – à ce moment-là, il est arrivé au but.

Les chercheurs ont réalisé un robot Sahabot 2 intégrant les trois types de capteurs des fourmis en particulier le capteur de lumière solaire polarisée. Le GPS de tous les jours utilise des satellites fixes pour mesurer les distances. Il reste tributaire d'un système commercial, du bon fonctionnement des satellites et de l'ouverture de leur signal radio.
Ici avec cet ensemble de capteurs simples, le robot se déplace et s’oriente sans plus d’erreurs que les fourmis. Il n'a besoin que de la lumière solaire!

Télécharger j+comp+physiol+a+neuroethol+sens+neural+behav+physiol_189_579

Navigation dans le désert: comment un tout petit cerveau peut résoudre les problèmes - article original en anglais de Wehner