Les connaissances des fourmis peuvent-elles aider les gens à construire de meilleurs réseaux de transport ?

Les nids de fourmis pourraient-ils détenir le secret pour réduire la circulation sur l’autoroute 405 ?

Dans une nouvelle étude, des biologistes de l’Université de Californie, en Californie, ont découvert des informations sur la façon dont les fourmis construisent leurs nids, ce qui pourrait être utile pour concevoir des systèmes de transport humain plus efficaces.

Les scientifiques voulaient savoir si la façon dont les fourmis construisent leurs nids était davantage influencée par l’histoire évolutive de chaque espèce individuelle ou par les conditions environnementales actuelles. Ce qu’ils ont découvert, c’est que l’évolution ne pouvait pas expliquer les différences observées entre les nids de différentes espèces. Au lieu de cela, ils ont découvert que les environnements dans lesquels les fourmis se nourrissent et la manière dont elles transportent la nourriture sont les principaux facteurs qui dictent la manière dont chaque espèce construit ses nids.

La leçon pour l’homme ? Si les routes étaient mieux conçues pour correspondre à la manière dont les marchandises et les personnes circulent dans nos villes, les réseaux de transport pourraient devenir plus efficaces. Par exemple, la congestion sur les autoroutes du sud de la Californie pourrait être améliorée s’il y avait des voies ou des routes désignées pour les camions voyageant vers et depuis les principaux centres logistiques tels que les ports, les entrepôts et les centres de distribution.

« Les fourmis sont confrontées aux mêmes problèmes que nous lorsqu’il s’agit de vivre dans des espaces surpeuplés », a déclaré Sean O’Fallon, doctorant en écologie et biologie évolutive à l’UCSD et premier auteur de l’étude. « Nous sommes densément peuplés dans des villes et, idéalement, nous devrions être étroitement connectés, mais il y a une limite à notre proximité. Il n’y a qu’une quantité limitée de place pour construire des bâtiments et des routes. »

Dans l’étude publiée dans Transactions philosophiques de la Royal Society bLes scientifiques ont analysé les informations provenant de deux sources : les détails sur 397 nids de fourmis provenaient de données et d’images précédemment publiées, et les auteurs ont mené de nouvelles études sur 42 autres nids, tous situés dans la réserve biologique d’Archbold, près de Venus, en Floride. Au total, les 439 nids représentent 31 espèces différentes de fourmis.

Ils ont découvert que les structures des nids sont largement déterminées par des facteurs tels que le fait que les fourmis se nourrissent seules ou en groupe, ainsi que par les méthodes qu’elles utilisent pour recruter d’autres fourmis afin de les aider à trouver et à transporter de la nourriture. En bref, l’activité et le comportement des animaux jouent un rôle plus important dans la construction du nid que n’importe quel modèle évolutif inné.

« Vous pouvez considérer le nid lui-même comme un réseau de transport, c’est là que vivent les fourmis, mais c’est aussi une sorte de réseau routier par lequel elles transportent des objets à l’intérieur et à l’extérieur de la maison », a déclaré Noa Painter-Wolman, professeur d’écologie et de recherche. biologie évolutive à UCLA. . Auteur correspondant de l’article.

Les chercheurs ont examiné quatre stratégies de recherche de nourriture courantes utilisées par les fourmis. Chez certaines espèces, les fourmis individuelles recherchent de la nourriture. Dans d’autres cas, la fourmi apporte de la nourriture au nid afin de recruter d’autres fourmis pour l’accompagner jusqu’à la source de nourriture. Les fourmis peuvent également former un chemin continu entre la source de nourriture et le nid qui peut durer plusieurs mois. Ou encore, ils peuvent laisser une trace de phéromone que les membres de la colonie peuvent suivre en masse, un phénomène que les chercheurs appellent « recrutement collectif ».

Les nids de fourmis consistent en un tunnel menant à une chambre d’entrée, où les fourmis utilisent d’autres membres de leur colonie pour les aider à trouver ou à transporter de la nourriture. Depuis la salle d’entrée, des tunnels mènent à d’autres pièces reliées par des tunnels à des pièces plus profondes. Les pièces servent à différentes fins, comme le stockage de la nourriture et des déchets et l’éducation des jeunes.

Les chercheurs s’attendaient à ce que chez les espèces de fourmis qui utilisent la recherche de nourriture en groupe, les chambres d’entrée des nids soient plus grandes que dans les nids d’autres espèces, car ces espaces devraient permettre à un plus grand nombre de fourmis d’interagir. En effet, ils ont constaté que c’était le cas.

Cependant, les scientifiques s’attendaient également à ce que les nids des rassemblements communautaires de butineurs aient une plus grande « densité de mailles » – ce qui signifie plus de connexions entre les chambres – que les nids construits par d’autres espèces. Les scientifiques pensent qu’augmenter la densité de la toile contribuerait à faciliter davantage de mouvements de fourmis et de ressources autour du nid.

Mais la recherche a révélé que pour les fourmis représentant les quatre stratégies de recherche de nourriture, la densité du réseau était relativement faible, même pour les grands nids comportant des centaines de pièces. En fait, quelle que soit la stratégie d’alimentation, l’étude a révélé que les nids comportant le plus de chambres avaient tendance à avoir la densité de mailles la plus faible.

Dans leur article, les chercheurs ont écrit que cette découverte pourrait simplement être une fonction architecturale : trop de tunnels entre les chambres pourraient affaiblir l’intégrité structurelle du nid, ce qui pourrait provoquer l’effondrement de l’ensemble du système.

« Les fourmis doivent trouver un équilibre entre l’efficacité de nids hautement interconnectés et la stabilité architecturale », a déclaré Painter-Wolman. « D’un côté, ils veulent que le transport soit plus rapide, mais s’ils commencent à établir trop de correspondances, le nid s’effondrera. »