Les radeaux flottants de fourmis de feu forment des formes fascinantes ressemblant à des amibes | La science

Qui se ressemble s’assemble. Les poissons d’un banc suivent également cette règle. Dans la nature, les animaux qui se rassemblent, se regroupent, se regroupent, se regroupent, se regroupent ou se regroupent ont tendance à former des groupes soudés pour protéger les membres qui y sont nichés. Cette tendance minimise également l’exposition collective des groupes aux éléments extérieurs, tels que le froid ou les prédateurs.

Les fourmis de feu pullulent également, mais avec une forme légèrement différente. Ils s’agglutineront dans un radeau flottant lorsqu’ils rencontreront un plan d’eau, mais ils ne collent pas toujours les uns aux autres en un globe serré. Parfois, une poignée de fourmis capricieuses s’éloignent de la zone de sécurité moyenne et se jettent volontairement du bord de leur grappe, formant des saillies en forme de doigts au-dessus de l’eau. Ce comportement produisant des projections, non décrit auparavant, peut persister pendant des heures, comme le rapporte une étude publiée aujourd’hui dans Journal de la Royal Society Interface.

Les groupes d’animaux sont des boules serrées pour une raison. « Tout ce qui dépasse pourrait être coupé », explique David Hu, ingénieur en mécanique au Georgia Institute of Technology qui n’a pas participé à l’étude. Il a été surpris par la découverte de l’article, car les fourmis restent également généralement près de leur reine. Ceux qui sont séparés de leur radeau ne survivront pas, « cela semble donc être un risque pour les fourmis », dit Hu. Pourtant, les fourmis semblent fabriquer ces doigts en mouvement – jusqu’à vingt centimètres de long – sans faute, ont découvert les chercheurs.

De nombreux insectes sont de véritables ingénieurs, travaillant ensemble pour construire de puissantes structures. Mais peu d’espèces s’assemblent comme la fourmi de feu ; ils utilisent leur corps comme matériau de construction simplement en s’agrippant les uns aux autres avec leurs mâchoires, leurs griffes et leurs pattes collantes, l’équivalent pour les fourmis de se tenir la main. Seule, une fourmi de feu n’a rien de spectaculaire. Mais mettez-les ensemble, et les insectes se comportent avec ce qu’on appelle l’intelligence en essaim ; les individus travaillent en équipe, obéissant à des règles simples pour donner lieu à des comportements collectifs beaucoup plus complexes.

“[The swarm] est presque comme un système intelligent », explique Franck Vernerey, physicien de la matière molle à l’Université du Colorado, Boulder, et auteur principal de l’étude sur les fourmis de feu. “Il coule tout seul, produisant ces grandes et longues saillies et les rétractant.”

Pour étudier la formation de protubérances chez les fourmis de feu, les chercheurs ont collecté des fourmis dans la nature, puis les ont placées par milliers dans un réservoir d’eau. Dans l’eau, il y avait une tige qui sortait de la surface, pour que les fourmis s’y attachent et que leur radeau ne dérive pas vers les murs. Comme les chercheurs s’y attendaient, les fourmis se seraient d’abord regroupées autour de la tige dans une crêpe circulaire. Au cours des prochaines heures, le bateau de fourmis formerait au hasard des caractéristiques ressemblant à des tentacules, faisant ressembler le radeau moins à une crêpe qu’à une amibe – une forme évolutive avec un esprit qui lui est propre.

La formation de protubérances aide probablement les fourmis de feu à rechercher dans leur environnement un nouveau terrain dans un environnement inondé, un peu comme lancer un large filet et espérer que quelque chose s’attrape, explique Linda Hooper-Bui, scientifique en environnement à la Louisiana State University. « Ils n’ont jamais été décrits de la manière [the researchers] les décrit, c’était très nouveau », dit-elle. D’un point de vue environnemental, elle dit que l’étude est importante pour aider les scientifiques à mieux comprendre comment ces fourmis se déplacent et établissent de nouveaux points d’ancrage dans la nature, surtout après une inondation. « Plus nous en savons sur eux, mieux c’est », ajoute-t-elle.

Originaires d’Amérique du Sud, les fourmis de feu ont envahi le sol américain, et maintenant elles envahissent l’Asie de l’Est. Ils ont de puissantes piqûres et peuvent mettre en danger les humains, le bétail et les cultures, ainsi que endommager les équipements fabriqués par l’homme. Le changement climatique n’a fait qu’accélérer leur propagation. « Ils peuvent résoudre ces problèmes remarquables », déclare Hu. “Ce monde entier va être couvert de fourmis de feu.”

Lorsque l’équipe de Vernerey a examiné de près le radeau, elle a remarqué que les entrailles de la structure tournaient. Le radeau semblait être composé de deux couches distinctes : les fourmis soutenant le radeau en dessous et les fourmis du dessus piétinant leurs camarades de soutien. Les fourmis sur le dessus du radeau erraient sur le bord, pour commencer ou contribuer à la croissance des protubérances. Les fourmis dans la moitié immergée finiraient par ramper du dessous et du milieu du radeau pour reconstituer les fourmis du dessus. La circulation des fourmis à l’intérieur du radeau est ce que les chercheurs appellent le « tapis roulant ».

“Le tout ressemble à un tapis roulant en forme de beignet”, explique Robert Wagner, scientifique des matériaux à l’Université du Colorado, Boulder et auteur principal de l’étude. Il appelle l’essaim de fourmis “un fluide sur des échelles de temps très longues”.

Les fourmis individuelles peuvent collectivement donner lieu à un comportement émergent – comme couler comme un fluide – malgré l’absence d’un centre de commande. Wagner dit que le rassemblement de fourmis de feu peut être considéré comme un matériau qui change de forme. En tant qu’essaim, ces fourmis peuvent prendre n’importe quelle forme qui convient le mieux à l’objectif de la colonie en se raidissant en un solide ou en suintant comme de la glu, en se désintégrant ou en se regroupant pour s’adapter aux hostilités dans leur environnement.

L’humanité n’a pas encore produit ce type de matériel, mais la nature est pleine de ce genre de systèmes, des animaux qui se rassemblent en groupes aux essaims microbiens qui vibrent avec un but. Les chercheurs espèrent étudier les fourmis de feu pour recréer un matériau artificiel mais «vivant» qui imite cette compagnie de bestioles. Wagner dit également que la façon dont ces fourmis de feu s’organisent pourrait également stimuler les efforts de l’humanité pour construire des robots d’essaim intelligents. « Vous avez ce système modèle pour vous inspirer », dit-il.

Malgré la piqûre enflammée des fourmis, les chercheurs sur le terrain sont prêts à risquer quelques coups pour étudier les extraordinaires capacités de travail d’équipe de ces insectes. Hooper-Bui prend un risque professionnel encore plus grand : elle est extrêmement allergique aux phéromones des fourmis de feu. Pourtant, elle les étudie depuis plus d’une décennie car elle dit les trouver si fascinants.

Les fourmis de feu sont également des artistes rusés pour s’échapper, en partie grâce à la capacité de l’essaim à sonder avec des protubérances. Après une expérience d’une nuit, Wagner est retourné au laboratoire le lendemain matin, seulement pour trouver le réservoir d’eau sur sa table sans fourmis. Ses séquences vidéo ont montré que la colonie en forme d’amibe avait étendu l’un de ses bras bien au-delà du cadre de la caméra, trouvant probablement une voie d’évacuation prometteuse le long de l’une des parois latérales du réservoir. Il regarda la goutte de fourmis s’infiltrer à travers l’écran vidéo le long de la saillie, finissant par disparaître complètement du cadre. La prochaine chose qu’il vit fut la silhouette floue de fourmis au premier plan, marchant à l’extérieur du conteneur. L’essaim de passagers clandestins s’était frayé un chemin à travers l’eau vers la liberté – seulement pour se percher dans un coin de la table en une touffe docile.