Les fourmis du désert Cataglyphis fortis peuvent apprendre des indices visuels ou olfactifs pour localiser leur nid, mais seulement si ces indices sont uniques pour spécifier l'entrée du nid. Des scientifiques de l'Institut Max Planck d'écologie chimique d'Iéna, Allemagne, découvert que les insectes ignorent les repères visuels ou les odeurs comme indices définissant le nid, si ceux-ci se produisent non seulement près du nid mais aussi le long de la route. D'où, les fourmis sont capables d'évaluer la valeur informative de tels indices et ne sont pas dupées par des indices peu fiables et omniprésents.

Les fourmis du désert homing sont capables de distinguer les points de repère non ambigus des points de repère ambigus et d'inclure cette information dans leurs réponses comportementales lorsqu'elles retournent à leur nid. Cette capacité est devenue évidente dans les expériences comportementales en Tunisie. "Les fourmis ont ignoré les indices visuels ou olfactifs qui n'étaient pas fiables. Les indices de nid non fiables sont ceux qui ne se trouvent pas seulement à l'entrée du nid, mais sont omniprésents le long du parcours. La capacité d'évaluer la valeur informationnelle des repères visuels ou des traces d'odeurs comme pertinentes ou non pour la recherche de nid est un autre exemple de l'incroyable performance cognitive du minuscule cerveau de fourmi, " dit Roman Huber, le premier auteur de l'étude.

La fourmi du désert Cataglyphis fortis est un miracle de la navigation. Les insectes vivent dans les marais salants stériles, lacs salés asséchés du Sahara nord-africain. On ne trouve pratiquement aucun autre animal dans cette friche. Les fourmis vivent dans des nids souterrains et passent des journées entières, recherche de nourriture en solitaire :généralement des insectes soufflés par le vent dans l'environnement inhospitalier où ils sont morts d'exposition. Pour trouver de la nourriture, les fourmis doivent souvent parcourir de grandes distances. "Ce qui est spécial avec ces insectes, c'est le fait que les fourmis qui rentrent chez elles cherchent désespérément leur nid. Vous pouvez donc les attraper n'importe où et les placer dans une situation de test spécifique. Alors que d'autres animaux laisseraient immédiatement tomber leur morceau de nourriture et essayeraient disparaître, les fourmis s'en tiennent à leur comportement inné de ralliement. En manipulant l'environnement, nous pouvons identifier les moyens de navigation que les fourmis utilisent pour s'orienter, " Markus Knaden, qui dirige le « Groupe de comportement guidé par les odeurs » dans le département de neuroéthologie évolutive, explique pourquoi il revient toujours en Tunisie afin d'effectuer des expériences avec ces animaux fascinants.

Des études antérieures avaient révélé que les fourmis du désert utilisaient le soleil comme boussole et comptaient leurs pas pour rentrer chez elles jusqu'à leur nid. Les informations sur la direction et la distance sont importantes pour ce qu'on appelle l'intégration de chemin, le système interne par lequel les fourmis utilisent pour "calculer" leur chemin vers la maison. De plus, ils utilisent le visuel, repères magnétiques et vibratoires pour la navigation. Finalement, ils trouvent la nourriture et l'entrée de leur nid à l'aide d'un odorat très sensible. Pour la nouvelle étude, les scientifiques ont analysé le comportement des fourmis après avoir appris des indices de nid spécifiques et ont ensuite retrouvé les mêmes points de repère loin du nid. « Vous devez imaginer une situation comme celle-ci :si nous devons nous orienter dans une ville inconnue en utilisant une tour distinctive comme point de repère et réaliser soudainement qu'il existe d'autres tours qui se ressemblent assez, nous nous confondons. Nous avons donc voulu savoir comment les fourmis résolvent ce problème, " dit Knaden.

Pour leurs expériences, les chercheurs ont construit un canal en aluminium de 16 mètres de long dans lequel les fourmis ont appris à chercher de la nourriture. Comme appât dans le canal, les scientifiques ont installé une boîte de Pétri avec des miettes de biscuits à environ 10 mètres de l'entrée du nid artificiel (l'entrée du nid naturel était reliée par un tube à l'entrée du nid artificiel). Les repères visuels à l'extérieur du chenal n'étaient pas pertinents ; cependant, les fourmis pouvaient utiliser le soleil comme boussole. L'entrée discrète du nid était marquée de deux cartes noires. Plus tard, Des cartes noires supplémentaires ont été ajoutées le long de l'itinéraire d'entraînement pour déterminer si elles pourraient confondre les fourmis. "Nous nous attendions à ce que les fourmis réagissent d'une manière ou d'une autre à la nouvelle situation. Qu'elles ignorent complètement les cartes noires qu'elles avaient précédemment apprises comme indices de nidification, cependant, nous a pris par surprise. Nous avons été particulièrement étonnés de leur comportement vis-à-vis des indices composites, des cartes noires qui étaient en outre marquées d'une odeur. Si une partie du point de repère était sans ambiguïté et ne se trouvait qu'à proximité du nid, tandis que l'autre était omniprésent et retrouvé à plusieurs reprises le long de la route, les fourmis n'ont utilisé que la partie non ambiguë, par exemple l'odeur, comme une information fiable et navigué vers ce signal sur le chemin du retour au nid. Ils n'ont pas prêté attention aux plusieurs autres cartes noires (la partie ambiguë de la queue de nid) qu'ils ont rencontrées dans le canal, ", résume Roman Huber.

Les fourmis doivent parcourir de très longues distances à la recherche de nourriture; donc, les erreurs d'intégration de chemin s'accumulent souvent. Cependant, les animaux peuvent compenser les écarts en ajoutant des indices de nidification supplémentaires, tels que des points de repère visibles ou des odeurs. Les chercheurs avaient précédemment supposé que la distance jusqu'au nid déciderait si les fourmis faisaient plus confiance à l'intégration du chemin qu'à d'autres indices d'orientation. La nouvelle étude montre que la capacité de navigation des fourmis est beaucoup plus complexe qu'on ne le pensait auparavant, car les fourmis doivent aussi être capables d'évaluer la fiabilité des indices.

L'orientation des fourmis du désert a été explorée principalement dans des expériences comportementales. Dans les expériences futures, les scientifiques voudraient aller plus loin et établir une procédure d'imagerie calcique pour visualiser l'activité neuronale chez les fourmis. "Plus nous en apprenons sur la quantité d'informations que le cerveau des fourmis doit prendre en compte pour s'orienter, plus nous nous intéressons à savoir où et comment les odeurs et les signaux visuels sont traités dans le cerveau. Potentiellement, cette méthode pourrait non seulement nous montrer où une odeur est perçue dans le cerveau, mais aussi où il est déterminé que cette odeur est un indice de nidification. Cette connaissance nous fait faire un pas de plus dans la recherche des capacités extraordinaires de ces insectes, " conclut Markus Knaden. [AO]