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prospectionMARDI 09 AOÛT 2016
Les comportements qui font mouche
En collaboration avec l’UNIL, l’EPFL étudie les comportements d’animaux et les compare à ceux de l’homme. Avec des résultats surprenants.
Par Geneviève Ruiz

Les cygnes qui s’unissent pour la vie, des termites kamikazes qui se sacrifient pour éliminer des prédateurs ou des manchots qui mettent leurs petits à la crèche… Autant de comportements qui rappellent ceux des humains. Pour l’éthologue Roland Maurer, professeur à l’Université de Genève, «l’observation des animaux et la reconstruction de l’évolution de leurs comportements représentent une corde de plus pour comprendre l’être humain. Mais il ne faut pas oublier que ce dernier subit de nombreuses influences culturelles.» Certains traits fondamentaux se retrouvent dans une grande partie du règne animal. Les soins donnés aux petits par exemple sont le plus souvent le fait des femelles. «Ils peuvent parfois être apportés par les deux parents, mais rarement par les mâles seuls, comme chez les hippocampes.»

Une recherche menée conjointement par le Centre intégratif de génomique de la Faculté de biologie et médecine de l’UNIL et le Laboratory of Intelligent Systems de l’EPFL pourrait faire avancer les connaissances dans le domaine de la transmission des informations face à un danger. Pour y parvenir, les chercheurs ont étudié des essaims de mouches: «Notre objectif était de comprendre comment les mouches se transmettaient une information face à une menace, explique Pavan Ramdya, de l’UNIL. Nous les avons confrontées à du gaz CO2, qui représente un signal de danger pour elles. Nous avons observé qu’elles se transmettaient cette information grâce à de petites touches sur les pattes. Il n’y a pas de hiérarchie, chaque mouche touche une de ses congénères et petit à petit l’essaim change de direction.» Pavan Ramdya et ses collègues sont parvenus à localiser les circuits neuronaux permettant ce comportement social. Cette découverte représente un premier pas pour mieux comprendre les dynamiques qui orchestrent d’autres groupes d’animaux. «Nous pourrons par exemple mieux comprendre comment se transmet l’information au sein des bancs de poissons ou des groupes d’oiseaux migrateurs, confie le chercheur. Et à plus long terme, au sein des foules humaines afin de prévenir le phénomène des foules meurtrières.»

Les fourmis, plus efficaces que l’homme

Laurent Keller, myrmécologue et directeur du Département d’écologie et d’évolution de l’Université de Lausanne, observe quant à lui les fourmis depuis une trentaine d’années. Avec son équipe, il a même étudié les déplacements et les interactions de 900 fourmis sans interruption pendant 41 jours, grâce à des codes-barres fixés sur chacune d’elles. Il a notamment décrypté leur méticuleux système de défense contre les parasites: les individus parasités, par exemple par certains champignons, doivent quitter la colonie pour être nettoyés. Les fourmis évitent ensuite les contacts entre les sous-groupes contaminés de la colonie, avec ceux qui ne le sont pas. «Elles procèdent à ces actions de façon plus méthodique et rationnelle que l’homme», observe Laurent Keller. Le chercheur constate en effet que lors des dernières menaces de pandémies comme la grippe H1N1 de 2009 par exemple, certaines actions pour contrôler les déplacements des populations n’étaient pas basées sur des faits scientifiques. Par extension, ces constats permettent de questionner les mesures prises pour lutter contre les pandémies.

Une règle d’altruisme universelle

Laurent Keller n’étudie pas que les fourmis. Avec Dario Floreano, professeur de robotique à l’EPFL, il a aussi observé les comportements de centaines de générations de robots afin de percer les secrets de l’altruisme. «Notre objectif était d’illustrer la règle de Hamilton, qui explique pourquoi certains membres d’une communauté se sacrifient pour que leurs proches parents puissent se reproduire. En effet, si ces comportements altruistes se sont répandus dans l’espèce au cours de l’évolution, c’est que les bénéfices reproducteurs indirects qu’en retiraient les altruistes étaient supérieurs aux coûts en reproduction directe qu’ils subissaient. Il s’agit d’un comportement observé chez les fourmis et les abeilles notamment, où certains individus sont infertiles et consacrent leur vie à la reproduction d’autres individus. Cet altruisme n’apparaît qu’en cas de proximité génétique.»

Les chercheurs ont créé des groupes de robots équivalents à des clones complets, des frères et sœurs, des cousins ou à des individus sans lien de parenté. L’expérience a montré que dans les lignées de robots composés d’individus proches génétiquement, des comportements altruistes apparaissaient progressivement au cours des générations. Ils n’apparaissaient que rarement, voire pas du tout, dans les lignées de robots moins apparentés entre eux. De plus, ces comportements augmentaient l’efficacité reproductive du groupe. Cette recherche a permis de créer un algorithme de l’altruisme qui sert désormais à créer de la coopération entre tous les types de robots. Surtout, cette expérience apporte une illustration de plus à la règle de Hamilton, très difficile à observer dans la pratique. Elle s’applique par ailleurs aussi à l’être humain, plus altruiste avec ses proches génétiques qu’avec les autres individus.
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Une version de cet article est parue dans In Vivo magazine (no 9).

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