L'abeille et les nombres absolus
Publié par Adrien le 25/06/2019 à 08:00
Source: CNRS INSB
Les abeilles sont bien connues pour leur aptitudes remarquables d'apprentissage et de mémorisation qui leur permettent d'exploiter les espèces florales mieux récompensées. A ces capacités s'ajoute le sens du nombre qui inclut le concept du zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une...) en tant que valeur inferieure d'une série croissante de nombres positifs. Les chercheurs viennent de montrer que les abeilles ne discriminent pas seulement des nombres de façon relative (choix d'une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière...) par rapport à une autre en fonction de la présence de plus o moins d'items) mais sont aussi capables d'apprendre des nombres de façon absolue (L'absolue est un extrait obtenu à partir d’une concrète ou d’un résinoïde par extraction à l’éthanol à...). Ces travaux, publiés dans la revue Biology Letters, montrent que les abeilles sont capables d'identifier des nombres par eux-mêmes, indépendamment de l'aspect relatif (plus grand/plus petit). Ces résultats montrent que le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine....) du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) des abeilles a des parallèles remarquables avec celui des êtres humains et suggèrent que ces compétences numériques ont surgi de façon indépendante dans l'évolution des espèces.

Dans leur milieu naturel, les abeilles font preuve de remarquables capacités d'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences, d'attitudes ou de valeurs...) visuel. Elles apprennent et mémorisent les caractéristiques des fleurs qu'elles exploitent et les signaux visuels qui les guident de retour à la ruche. Grâce à ces capacités, elles sont capables d'assurer un butinage efficace et une navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) performante dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une...) complexe qui les entoure. Parmi les performances visuelles qui ont attiré l'attention des chercheurs la capacité des abeilles à dénombrer des objets passés en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) vers une source de nourriture et à se poser en conséquence après le nombre correct d'objets indépendamment de la distance parcourue, a initié une série de recherches sur le sens du nombre (ou numérosité) existant chez ces insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par...).


Figure: Gauche: stimulus visuel représentant la quantité "3". Le nombre de cercles noirs sur l'image définit la quantité proposée à l'abeille. Droite: La récompense de solution sucrée pour le choix de cette quantité est fournie par une canule au centre de la paroi.
© Maria Bortot

Des travaux précédents avaient réussi à entrainer des abeilles à distinguer des images présentant des quantités différentes de symboles tels que des cercles ou des carreaux noirs en fonction de critères de jugement relatif ("moins que" ou "plus que"). Ainsi les abeilles sont récompensées avec une gouttelette de sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le Chevalier au...) pour le choix de la plus petite ou de la plus grande quantité, indépendamment des quantités présentées qui varient d'un essai à l'autre.

Bien que riches en résultats, ces travaux n'avaient pas permis de déterminer si l'abeille est aussi capable d'appréhender des nombres par eux-mêmes au-delà de jugements relatifs. Pour répondre à cette question, les chercheurs, en collaboration avec des collègues de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Trento (Italie), ont entrainé des abeilles en libre vol à rentrer dans un labyrinthe en Y pour chercher de la solution sucrée associée à une quantité spécifique (une image présentant un nombre spécifique d'éléments). Un groupe d'abeilles a été entrainé à choisir 3 contre 2, recevant donc la récompense alimentaire sur 3 et non pas sur 2, alors qu'un autre groupe a été entrainé à choisir 3 contre 4. Dans les deux cas, les images utilisées pour représenter ces quantités variaient d'un essai à l'autre, afin que les abeilles se focalisent sur le nombre et non pas sur des détails.

Suite à cet entrainement le groupe ayant appris à choisir 3 contre 2 a été confronté à une situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus général...) nouvelle, jamais perçue lors de l'apprentissage: 3 contre 4. Si les abeilles avaient appris à distinguer les quantités en fonctions de critères relatifs, elles devaient alors préférer 4 à 3 (ayant préféré toujours 3 à 2), même si 3 était pour elles la quantité récompensée. De même, les abeilles ayant appris à choisir 3 contre 4 ont été confrontées avec la situation nouvelle 2 contre 3. Si le critère relatif est primordial, ces abeilles devaient préférer 2 à 3 (ayant préféré toujours 3 à 4).

Dans les deux cas, les abeilles ont montré une claire préférence pour 3, la quantité récompensée lors de l'entrainement. Ainsi, elles ont appris cette quantité de façon absolue et non pas de façon relative. Ce résultat montre donc que les abeilles ont un sens absolu du nombre et que leur classification et choix des quantités ne se fait pas en fonction de critères tels que "plus que" ou "moins que".

De plus, la performance des abeilles entrainées à distinguer 3 de 2 était toujours supérieure à celle des abeilles entrainées à distinguer 3 de 4. Cette différence correspond à “l'Effet de Taille Numérique”, tres connu chez l'être humain qui correspond au fait que la discrimination de deux nombres devient plus difficile au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située dans la Municipalité de Skive.) et à mesure que la taille numérique devient plus grande (discrimination de 1 contre 2 plus facile que 100 contre 101 alors que la différence est la même).

Ces résultats indiquent que la numérosité des abeilles montre des parallèles remarquables avec celles des vertébrés y compris les humains. Le sens du nombre est important pour une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept flou dont il existe une...) qui doit naviguer dans un environnement complexe et faire des choix alimentaires efficaces en fonction de la survie individuelle et de la colonie. Ainsi l'évolution a pu favoriser l'émergence de compétences numériques, de façon similaire chez l'abeille et le vertébré (Les vertébrés forment un sous-embranchement du règne animal. Ce taxon, qui dans sa version moderne exclut les myxines, est considéré comme monophylétique. Il appartient à...). Les supports neuronaux de ces capacités restent à déterminer et feront l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par les...) de futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) travaux.

Pour en savoir plus:

Honeybees use absolute rather than relative numerosity in number discrimination.
Bortot M, Agrillo C, Avarguès-Weber A, Bisazza A, Miletto Petrazzini ME, Giurfa M.
Biol Lett. 2019 Jun 28;15(6):20190138. doi: 10.1098/rsbl.2019.0138. Epub 2019 Jun 19.
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