Overblog Suivre ce blog
Administration Créer mon blog

Feuilletez cet ouvrage

Pour découvrir le premier chapitre... un clic sur la couverture !

Recherche

Archives

7 novembre 2010 7 07 /11 /novembre /2010 15:14

Malgré leur minuscule cerveau, les insectes butineurs résolvent quotidiennement des problèmes mathématiques complexes que nous mettrions des heures à solutionner. Pour comprendre comment les abeilles et les bourdons procèdent durant leurs vols de butinage, trois chercheurs anglais se sont livrés à une série d’expériences [1]. En construisant, en laboratoire, un parcours floral de plus en plus élaboré entre des parterres aux fleurs bleues artificielles, ces bio-psychologues ont été émerveillés par les facultés de navigation de notre bourdon commun d’Europe (Bombus terrestris).

Apis mellifera Marcy 22042005 14.JPG-copie-1Une abeille Apis mellifera rejoignant à tire d'ailes le nectar d'un pissenlit près de Marcy l'Étoile, dans le Rhône © Denis Bourgeois

Trouver le chemin le plus court

Commençant par leur présenter un seul groupe de fleurs, Mathieu Lihoreau et Lars Chittka du Centre de recherche psychologique de l’Université Queen Mary de Londres, encadrés par Nigel E. Raine de  l’Université royale Holloway de Londres, ont compliqué peu à peu le jeu. Ils ont en effet disposé, par étapes, jusqu’à quatre « bouquets » de fleurs éloignés de plusieurs mètres et répartis en étoile.

En analysant avec soin les séquences de vol des bourdons, l’ordre de leurs visites, ils se sont rendus compte que, si les jeunes pollinisateurs refaisaient le parcours dans l’ordre de leur découverte, avec l’expérience, les bourdons optimisent leur trajet. Au lieu de joindre les quatre parterres fleuris en suivant leur vol initial en étoile, ils redessinent une route aérienne circulaire qui leur permet de visiter les quatre groupes de capitules fleuris en un minimum de temps et d’effort. Ainsi, ce parcours optimal de 22,20 mètres présente onze mètres de moins que celui de leur plan de route initial (voir le graphique). Après analyse, les chercheurs ont pu retracer leur route prioritaire, empruntée par 80 % des bourdons durant 40 % de leur temps de butinage quotidien, mais aussi deux à trois itinéraires secondaires, utilisés moins fréquemment. Il s’agirait en quelque sorte d’options faisant penser à l’exploration de nouvelles routes possibles. Mieux, à une mécanique adaptative face à d’éventuels changements de leur environnement.

Lihoreau graphique

Entre les trajets en étoile du cadre de gauche et celui, circulaire, du cadre de droite, il y a l'apprentissage et l'expérience... Avec à l'arrivée une économie de plus de 11 mètres sur ce parcours ! © The American Naturalist

Maintenir des options secondaires

C’est cette faculté à tester et à élaborer les meilleurs parcours possibles, à maintenir une navigation dynamique, qui a bluffé nos biologistes : « En maintenant une flexibilité sur leurs itinéraires, ces individus parviennent à optimiser leurs solutions spatiales en cas de modifications de leur environnement, estiment les auteurs de l’étude. En ne collant pas parfaitement au trajet optimal établi, ils explorent en fait des solutions de rechange possible, afin de pouvoir intégrer ou délaisser à leur parcours de butinage de nouveaux parterres de fleurs. »

Cette analyse des stratégies de navigation des bourdons et autres abeilles pourraient bien éclairer d’un jour nouveau les mécanismes de la pollinisation à l’échelle du champ. Elle devrait aussi aider nos sociétés modernes « à résoudre des questions de navigation dynamique, analogues au problème mathématique bien connu du Voyageur de commerce  [2] ». Lequel doit adapter en permanence son parcours aux évolutions commerciales en optimisant son temps et ses coûts. Les ordinateurs parviennent à résoudre le problème en comparant la longueur de tous les itinéraires possibles et en déterminant le plus court. Mais l’on doit se contenter de solutions approximatives lorsqu’il y a un grand nombre d’étapes. Les performances de nos abeilles baissent-elles également au fur et à mesure du nombre de visitées visités ? L'expérience anglaise ne nous le dit pas.

    Reste à savoir si nos brillants modélisateurs parviendront bientôt à mettre en équations le génie de la navigation complexe dont font preuve nos frêles hyménoptères. C’est pas gagné !


[1]Mathieu Lihoreau et al.,“Travel Optimization by Foraging Bumblebees through Readjustments of Traplines after Discovery of New Feeding Locations”, The American Naturalist, 176, 6, publié dans leur numéro de décembre prochain, lisible en cliquant sur ce lien.

[2]Ce problème dans le domaine de l’optimisation combinatoire a été formulé pour la première fois en 1859 et se résume par l’énoncé suivant : « Un voyageur de commerce doit visiter une et une seule fois un nombre donné de villes et revenir à son point d’origine. Trouvez l’ordre de visite des villes qui minimise la distance totale parcourue par le voyageur.»

Repost 0
Published by Vincent Tardieu - dans Elles sont formidables !
commenter cet article
8 février 2010 1 08 /02 /février /2010 10:00

   L’abeille mellifère reconnaîtrait-elle son éleveur, un peu comme un chat, un chien, une vache ou un cheval ? Impossible, me direz-vous ! La question est tout de même posée depuis 2005. À l’époque, trois chercheurs allemand, australien et anglais concluent à cette possibilité au terme d’une série de tests surprenants[1]. Perplexe, l’équipe de Martin Giurfa du Centre de recherches sur la cognition animale (CNRS/Université Paul Sabatier) à Toulouse, a voulu vérifier cette aptitude difficile à croire pour un insecte et un cerveau aussi minuscule. Et elle vient d’en publier les résultats[2].

P0806_1-copie-1.jpg                                                                                                                  © V. Tardieu

Elles distingueraient un homme en particulier !
   Croyez-vous que cette reconnaissance soit purement aléatoire ? Liée au dégagement d’odeurs ou de phéromones particulières de leur maître ? À un comportement particulier de ce dernier ? Au son de sa voix ? Vous n’y êtes pas du tout : c’est par l’identification visuelle que la reconnaissance s’effectuerait chez l’abeille. Certains chercheurs avaient d’ailleurs, en 2002, déjà assuré au cours de tests que les guêpes parvenaient à reconnaître certains de leurs congénères. En 2005, les scientifiques anglo-saxons ont cette fois entraîné différentes abeilles à reconnaître le visage d’un homme, sur photos noir et blanc, au cours d’essais standard utilisés en psychologie humaine.
   Et ça marche ! Du moins l’assuraient-ils. Ainsi, lorsqu’ils présentèrent aux abeilles sa photo parmi celle de six autres hommes, les hyménoptères parvinrent à distinguer le visage de leur héros - appris préalablement au cours de tests avec récompense sucrée à la clé en cas de réussite et sirop amer en cas d’erreur. L’exactitude des réponses aurait même été supérieure à 80 %. « Le niveau d'identification est impressionnant si on considère que les stimuli visuels utilisés pour ces expériences sont issus d'un essai standard pour lequel les sujets humains éprouvent un certain degré de difficulté. » notent alors, admiratifs, les expérimentateurs. Sacrée Apis mellifera dont le cerveau a pourtant moins de 0,000001 % du nombre de neurones de leurs bergers humains !

TestImageAbeille1Graphiques des six "visages" et des images de visages destructurés soumis à l'apprentissage des abeilles par l'équipe du CNRS-Université P. Sabatier - © JEB

Dessins ou photographies ?
   À la suite des vérifications de l'étudiante Aurore Avarguès à Toulouse – en lien avec Adrian G. Dyer de l’Université australienne Monash, l’un des auteurs des essais de 2005 - les neuro-entomologistes français relativisent les capacités cognitives d’Apis mellifera. Ils n’en soulignent pas moins ses surprenantes facultés.
   Des abeilles ont été introduites au sein d’un labyrinthe avec plusieurs passages conduisant à des dessins de différents portraits en noir et blanc. Ces représentations graphiques comportent deux points pour signifier les yeux, un trait vertical pour le nez et un autre, horizontal, pour la bouche. Le tout étant plus ou moins épais ou rapproché (voir l'illustration ci-dessus). Et les abeilles ont été récompensées par un sirop sucré lorsqu’elles ont appris à reconnaître ces images.
   « Nous n’étions pas du tout convaincus par l’utilisation de photographies dans l’étude anglo-saxonne, car celles-ci ne permettaient pas d’exclure que les abeilles s’appuient sur d’autres paramètres visuels que les traits schématiques étant à la base de la configuration d’un visage. Des ombres, des zones de gris ou de plus grande clarté, par exemple. » me confiait la semaine dernière Martin Giurfa. Les dessins aux traits constituent, selon lui, un cadre graphique beaucoup plus contrôlable dans ce type d’expérience sur l’abeille, sans interférence possible avec d’autres effets visuels.

Identification d’un visage ou de sa forme ?
   La première chose qu’a mise en évidence l’équipe de Giurfa, c’est que les abeilles sont effectivement capables d’apprendre à repérer les traits de la « catégorie visage humain », parmi d’autres configurations graphiques qui leur ont été soumises. Et le fait de rapprocher les points des yeux ou les traits du nez et de la bouche n’y changent rien : quels que soient les dessins des six visages schématisés, les abeilles réussissent à distinguer ceux-ci parmi d’autres formes graphiques utilisant les mêmes composants (traits et points), mais ordonnés de façon différente.

TestVisageAbeille4Graphiques de visages" aux traits ou photographies enrichies par des traits caractéristiques de visages  soumis à l'apprentissage des abeilles par l'équipe du CNRS-Université P. Sabatier - © JEB

   Même succès lorsque vous enrichissez ces dessins en les plaçant sur des photographies en noir&blanc : l’abeille est encore capable d’identifier ces « visages » (ci-dessus). Ce qui n’est plus vraiment le cas en face de photos sans ces repères aux traits structurant des têtes humaines (ci-dessous). Plus surprenant peut-être, lorsque les scientifiques ont appauvri ces configurations graphiques, en supprimant l’un des éléments - les yeux ou le nez, par exemple -, la reconnaissance par ces cobayes ailés de la structure « visage » est restée significative. Enlevez maintenant les cheveux à ces photos-graphiques, nos chères butineuses sont à la peine... Allez savoir pourquoi !                                                                                                                                      © JEBTestVisageAbeille5
   En revanche, si vous leur proposez des dessins ou des photos avec les mêmes éléments composant un visage, mais organisés de façon aléatoire, à l’envers par exemple, les taux de reconnaissance chute très nettement. « Cela signifie que pour leur permettre de mémoriser un « visage », chaque élément qui le forme doit être à sa bonne place. » résume le scientifique de Toulouse. Et ces reconnaissances successives sont sans ambiguïté : les réponses à ces différents tests d’apprentissage dépassent les 60 %.

Des outils neurologiques forgés par l’évolution
   « Pour nous, poursuit Giurfa, cette série de tests prouve que l’abeille mellifère est capable d’apprendre à reconnaître des configurations assez précises. En l’occurrence, dans nos tests, des « visages » humains. Mais il faut remettre cet essai en perspective avec le développement évolutif de l’abeille, qui n’est pas conçue pour reconnaître un visage humain. Cela ne lui ait d’aucune utilité dans son développement naturel, alors qu’il lui sera tout à fait essentiel d’identifier et de distinguer les différentes plantes entre elles par les formes des fleurs, radiales ou bilatérales par exemple. Et si nous avions remplacé les graphiques ou les photos enrichies de visages humains par des fleurs aux structures différentes, nous aurions à coup sûr enregistré les mêmes succès d’apprentissage. »
   Il y a là une différence clé avec les êtres humains et les primates qui ont, eux, besoin de reconnaître et distinguer les visages entre eux. Si bien qu’au cours de l’évolution ils ont développé dans leur cerveau des aires très spécialisées de reconnaissance des visages. « Cette aptitude des humains et des primates a pu se forger à partir d’aires cérébrales plus archaïques du point de vue évolutif permettant déjà de « configurer », c’est-à-dire de reconnaître et d’apprendre des formes et des structures relativement simples », précise le chercheur universitaire.

chevrefeuille.jpg                                                                                                    © F. Zehar

   Il apparaît ainsi, à la lumière de cette nouvelle étude sur l’abeille, que nous partageons avec elle cette capacité de « configuration ». « L’abeille est effectivement douée d’une grande capacité d’apprentissage et d’un certain niveau d’abstraction, conclue Martin Giurfa. Certainement pas d’une aptitude à identifier un visage en particulier, notamment celui de son gardien ! » Cela témoigne, sans doute, d'une jolie tentation anthropocentrique. Un rêve d’apiculteur ou de naturaliste ?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
[1]Dyer A. G. et al. (2005) “Honeybee (Apis mellifera) vision can discriminate between and recognise images of human faces”, The Journal of Experimental Biology, 208, 4709-4714.
Pour télécharger cette étude, cliquez pdficon2.gif.

 [2]Avarguès-Weber A. et al. (2010) “Configural processing enables discrimination and categorization of face-like stimuli in honeybees”, The Journal of Experimental Biology, 213, 593-601.
Pour télécharger cette étude, cliquez pdficon2.gif.

Repost 0
Published by Vincent Tardieu - dans Elles sont formidables !
commenter cet article
5 février 2010 5 05 /02 /février /2010 10:57
AbeilleLonguesAntennes  © Nicolas J. Vereecken 
   L'association écologiste helvétique Pro Natura a fait de l'abeille aux longues antennes son emblême de l'année 2010. Une année consacrée par la Convention internationale de la diversité biologique à la sauvegarde mondiale la Biodiversité. Succédant à l'ours brun, Eucera nigrescens sera ainsi "le porte-drapeau des quelques 580 espèces d’abeilles sauvages vivant en Suisse", précise l'association.
AbeilleLonguesAntennes3                                                                                                                                                                             © DR
   Solitaire, cette charmante abeille sauvage niche au sein d'un terrier qu’elle aménage dans un sol nu, sablonneux ou limoneux. Pour se nourrir, l'espèce s’est spécialisée dans les plantes à fleurs de la famille des Papillionacées, et notamment des orchidées. AbeilleLonguesAntennes2C’est pourquoi cette abeille aux allure d'antilope ailée se rencontre surtout dans des prairies sèches et les zones dites de glaisières. Sa période de vol s’étend à peu près de mai à la fin juillet.
                            © Nicolas J. Vereecken
Repost 0
Published by Vincent Tardieu - dans Elles sont formidables !
commenter cet article
5 février 2010 5 05 /02 /février /2010 10:49
Abeille sur cerisier                                                                                                                                             © AFP
Cette abeille sur un cerisier nous vient de Taïwan. L'arbre fruitier, déjà en fleurs, témoignerait du réchauffement climatique pour les scientifiques du pays...


Repost 0
Published by Vincent Tardieu - dans Elles sont formidables !
commenter cet article
5 septembre 2009 6 05 /09 /septembre /2009 08:00

   Ah! ces Américains, toujours une longueur d’avance... Non seulement, le déclin des abeilles conduirait à tuer la pizza spéciale pepperoni, en nous privant des tomates, du poivron et autres garnitures, mais il nous condamnera à une désastreuse fonte des glaces. Si, si ! Pas celles de l’Arctique, dont l’Américain moyen se moque comme d’une guigne, mais celles qui emplissent son boc en carton d’un demi-litre posé sur son plateau TV : la disparition de la classique Macadamia, de la fraise-vanille ou de la poire caramélisée avec noix de Pécan grillée est programmée.

                                                                                                                                © Jean-Luc Picasa album

 

   Cela vous laisse froid ? Vous avez tort. Les abeilles permettent « la production des ingrédients de presque 40 % de nos meilleures glaces[1] », assure Josh Gellert, le gestionnaire d’Häagen-Dazs aux États-Unis, qui a lancé en 2007 cette émouvante croisade en faveur des pollinisatrices auprès du grand public. Avec Site Web à l’appui, actions dans les écoles, incitation à cultiver des plantes mellifères et à donner pour la recherche apicole, comme nous le racontons dans L'étrange silence des abeilles. En l’honneur de « ces petits héros bourdonnants que nous voulons garder », la firme a même créé une super crème glacée vanille de Madagascar et miel de trèfles du Dakota. De quoi mobiliser le consommateur du Middle West. Car « quand l’abeille est en danger, nous sommes tous en danger ! », martèle ce chevalier glacier de l’Apocalypse. Et ça marche… Les (petits) dons privés affluent vers les labos de recherches.

   Dernier acte de leur campagne de business charitable, après leur dotation de deux équipes universitaires de recherche sur l’abeille (en Californie et en Pennsylvanie) à hauteur de 375 000 dollars en deux ans, la firme  vient de produire une série de clip musicaux pour le premier National Honey Bee Awareness Day [la Journée nationale de conscience pour l'abeille mellifère] qu’ils ont lancé le 22 août dernier. S’appuyant sur le talent et le sens de la dérision de cinq jeunes frères de Los Altos, en Californie, ils ont diffusé une série de clips sur la toile qui buzzz grave... Faut dire que Max Lanman, l’aîné du groupe, fait des études de cinéma. On lui doit ce clip "Do the Honey Bee" : Fais l’abeille, toi aussi, mon frère ! Allez, man, ondule ton corps et rejoins la danse électro des butineuses !


   Bon, pour mieux partager l’apicool attitude, un peu de pédagogie. Avec ce message simple : elles meurent ? Vous mourrez !


Y a la version électrorapeuse, avec jupette rayée et coiffe à antennes. So cute !


   Et cette variante de la Fièvre du samedi sombre au sein des ruches avec boule-soleil à facettes.


   Perso, j’aime particulièrement l’interprétation claquettes des vieilles abeilles avant disparition.



   Bon enfant et dégoulinant de bons sentiments. Ridicule, vous avez dit ? Allons, allons, esprit chagrin, c’est pour la bonne cause !



[1] La production du cacao, de la vanille, de la fraise, de la myrtille, du cassis, de la framboise, de la poire, de la cerise, de l’abricot, des prunes, de la pêche, du citron, de l’orange, du melon, du fruit de la passion, de l’amande, de la noix du Brésil et de macadamia, etc. dépend des insectes pollinisateurs et des abeilles en premier lieu.

Repost 0
Published by Vincent Tardieu - dans Elles sont formidables !
commenter cet article
21 août 2009 5 21 /08 /août /2009 11:00
                                                                      © Xinhuanet
   Une passion sans limites... Li Wenhua et Yan Hongxia sont un couple comblé. Apiculteurs tout les deux près de la ville de Ning’an, dans le nord de la Chine, ils se sont mariés en tenue d’Apis. Plus dix-mille de leurs protégées ont, en effet, composé leurs costumes de noce. « Cela fait vingt ans que je travaille avec les abeilles, il était bien naturel que je les choisisse pour marquer cet évènement unique dans notre vie » a justifié Li, le mari qui voulait aussi battre un record : celui du plus grand vêtement en abeilles du monde.
                                                                        © Xinhuanet
   Le jeune prétendant a expliqué avoir placé une reine sur chacun d’eux afin que toutes les autres abeilles des deux colonies les rejoignent. Ainsi furent créés leurs costumes de noce ! On dit que la mariée a particulièrement apprécié les délicieuses caresses offertes sur tout le corps par ces milliers de pièces en mouvement composant cette robe d’un jour. « Tout à fait surprenant ! », s’est-elle écriée au cours de la cérémonie tenue en juillet dernier. Seuls, quelques invités ont marqué leur réserve face à cette bucolique célébration en tenant les noceurs apicoles à distance.
Repost 0
Published by Vincent Tardieu - dans Elles sont formidables !
commenter cet article
13 août 2009 4 13 /08 /août /2009 12:05
   On savait que le miel était excellent pour la santé humaine, que la propolis (cette résine végétale collectée par les butineuses pour colmater les parois de leur nid et bénéficier de ses propriétés antiseptiques) présentait bien des vertus thérapeutiques – notamment anti-inflammatoires et antiseptiques. Depuis l'Antiquité, notament en Asie, l'apipuncture est également pratiquée pour stimuler les systèmes immunitaire et endocrinien : il s'agit d'utiliser le venin d'abeille par piqûres ou micro-piqûres sur les points d'acupuncture - l'aiguillon de l'abeille doit rester dans la peau afin que les glandes libèrent leurs agents durant deux à cinq minutes. Le venin d'abeille possèderait des agents anti-inflammatoires jusqu'à cent fois plus puissants que la cortisone, et sans les effets secondaires d'un tel produit. La méllitine, son composé principal, bloquerait en outre le transfert de l'influx nerveux et agirait comme anti-douleur.

   Aujourd'hui, c'est son potentiel anti-cancéreux que l'on vient de mettre en évidence chez les mammifères. Le Journal of Clinical Investigation publie, en effet, ce 10 août une étude[1]  expliquant comment des chercheurs de Saint-Louis dans le Missouri (États-Unis) ont utilisé de minuscules particules contenant de la melittine pour cibler des cellules cancéreuses chez la souris. Appelées « nanobees », celles-ci ont entraîné le ralentissement de la croissance de tumeurs mammaires et de la peau. Plus précisément, l'injection de ces nanoparticules de melittine aurait réduit leur croissance d'environ 25 %.

On voit très nettement sur ce schéma que l'injection de nanoparticules de milittine (principal composant du venin de l'abeille mellifère) empêche le développement des cellules cancéreuses chez la souris au 14ème jour après quatre injections.

   Préliminaires, ces résultats demandent à être confirmés par de nouveaux essais, sur l’animal puis chez l’homme, pour s’assurer du même bénéfice et de l’innocuité de ces « nanobees »  sur notre organisme. On sait pour l’instant que la melittine attaque (toutes) les cellules par leurs membranes puis par leurs structures intérieures, entraînant la « mort cellulaire ». La stratégie des chercheurs a alors été d’intégrer la melittine dans des nanoparticules puis de faire en sorte que celles-ci ciblent essentiellement les cellules cancéreuses. Inoculées par injections intraveineuses sur des souris, ces « nanobees » apparaissent moins toxiques pour les cellules
que par d’autres procédés d’application : aucun signe de rupture des globules rouges du sang des souris ni de dommages de leurs organes n’a été ainsi observé. En outre, en prolongeant le temps d'action de la melittine et en s'accumulant peut-être au sein des tumeurs ciblées, ces « nanobees » s'avèrent plus efficaces sur les tumeurs.

   Ces nanoparticules réduisent également la formation de lésions précancéreuses sur les oreilles de souris atteintes de cancer de la peau. Pour en améliorer l’action, l’équipe doit aussi tester diverses doses et formulations. Autant de (longues) étapes avant une possible thérapie apicole anti-cancéreuse chez l’homme.

[1] Soman N. R. et al. (2009) “Molecularly targeted nanocarriers deliver the cytolytic peptide melittin specifically to tumor cells in mice, reducing tumor growth”, J. Clin. Invest. doi:10.1172/JCI38842 (sous presse).
Repost 0
Published by Vincent Tardieu - dans Elles sont formidables !
commenter cet article

Liens