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Fourmis : intelligence collective

Posté par othoharmonie le 4 janvier 2013

 

Fourmis : intelligence collective dans FOURMI oecophyllaqueenL’intelligence collective s’observe principalement chez les insectes sociaux (fourmis, termites et abeilles), les animaux se déplaçant en formation (oiseaux migrateurs, bancs de poissons) et, dans une moindre mesure, les mammifères sociaux chassant en meute (loups, hyènes, lionnes). Les points communs de ces diverses espèces sont exactement ceux qui caractérisent l’intelligence collective :

  • Les individus aiment la proximité de leurs semblables et tendent à être grégaires car ils obtiennent un avantage substantiel à chasser, se déplacer ou vivre en groupe.
  • Ils interagissent de manière locale par le moyen de signaux (grognement, phéromones, attitudes).

  • L’individu seul répond instinctivement à certains stimuli. La coordination du groupe est implicite et se fait au travers de règles comportementales très simples au niveau individuel.

 De ce point de vue, les mammifères chassant en meute tels que le loup ou la hyène sont moins représentatifs d’une réelle intelligence collective, car chaque individu est doué d’une capacité cognitive importante (au regard des insectes ou des oiseaux notamment) et possède une information globale assez importante (dans le cadre d’une chasse par exemple). Ce type d’intelligence se rapproche plus de l’organisation et de la coordination qu’on retrouve dans les sports d’équipe ou le travail collaboratif. D’autre part, le nombre d’individus n’est pas suffisamment élevé pour parler réellement d’un phénomène d’intelligence collective.

bicalcarata-upperpitcher-219x300 dans FOURMI Les fourmis, comme d’autres insectes sociaux, présentent des adaptations qui peuvent conférer un avantage écologique dans certains environnements :

  • Un registre comportemental limité
  • Des capacités cognitives pas assez développées pour permettre à un seul individu d’obtenir assez d’information sur l’état de la collectivité pour garantir une division des tâches efficace, condition nécessaire au bon fonctionnement de la colonie.
  • Des facultés de communication avancées par le biais des phéromones, favorisant des interactions multiples

 La colonie dans son ensemble est un système complexe stable et auto-régulé capable de s’adapter très facilement aux variations environnementales les plus imprévisibles, mais aussi et surtout de résoudre des problèmes, sans contrôle externe ou mécanisme de coordination central, de manière totalement distribuée. Les tâches accomplies par la colonie ne sont naturellement pas à la portée d’un individu seul ou d’un groupe identique dénué d’intelligence collective.

 Cela a permis aux fourmis de s’imposer partout sur le globe terrestre puisqu’on considère que la biomasse des fourmis est à peu près identique à celle de l’espèce humaine.

 

 

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Les termites

Posté par othoharmonie le 4 janvier 2013

 

Les termites dans FOURMI 180px-termite_alates_9759Munis de pièces buccales broyeuses, les termites se nourrissent surtout de bois et de fragments de feuilles, ils sont dits xylophages. On peut distinguer trois grands types de modes nutritifs:

  • Les termites supérieurs, sont capables de dégrader par eux-mêmes la cellulose du bois grâce à des enzymes, les cellulases, produite par leur tube digestif.
  • Les termites inférieurs étant dans l’incapacité de dégrader cette molécule par leurs propres moyens, entretiennent une relation symbiotique (de type endosymbiose) avec des protozoaires flagellés appartenant à la division des Métamonadine entre autres les Trichomonas. Cette faune, qui peut représenter jusqu’au tiers du poids de l’hôte, est logée dans la panse rectale (dilatation du tube digestif) et permet la transformation de la cellulose, par l’intermédiaire des cellulases, en éléments plus simples assimilables.
  • Les termites champignonnistes, qui ont la particularité d’établir une symbiose (de type ectosymbiose) avec un champignon lignolytique, champignon supérieur appelé Termitomyces. Cultivé sur des meules (amas de boulette d’excréments malaxées) au sein de la termitière, le champignon pré-digère les restes de végétaux (lignine et parfois cellulose) afin de les rendre plus facilement assimilables par les termites.

Ce sont ces derniers qui édifient de vastes nids en terre mâchée pouvant atteindre plusieurs mètres de haut.

  • Les termites humivores ingèrent de grandes quantités de sol et se nourrissent des protéines de l’humus. Ils représentent la moitié des espèces connues de termites et appartiennent tous à la famille des Termitidae (termites supérieures). Certaines espèces sont uniquement souterraines et ne construisent pas de termitière aérienne.

 dans FOURMID’autres modes de nutrition minoritaires existent comme la consommation de lichen ou d’algues épiphytes.

La société des termites est caractérisée par un échange complet de l’aliment entre tous ses membres, appelé trophallaxie, qui signifie que l’aliment passe par l’ensemble des appareils digestifs d’une colonie en l’espace de près de 3 jours. Ces échanges permettent entre autres selon les cas: le transfert des endosymbiotes d’une génération à une autre; de nourrir certaines castes qui ne peuvent pas dégrader la cellulose, et qui ne possèdent aucun symbiote.

Ils réalisent également des symbioses intestinales destinées à pallier la faible teneur en azote de leur nourriture avec des bactéries fixatrices d’azote, des bactéries qui recyclent l’acide urique et des bactéries qui éliminent le carbone en excès.

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Fourmis, peuple intelligent

Posté par othoharmonie le 4 janvier 2013

 

Fourmis, peuple intelligent dans FOURMI fourmi10-200x300La division des tâches chez les insectes sociaux (fourmis) est totalement plastique : le nombre d’individus appartenant aux différentes castes et la nature des tâches à accomplir sont sujets à des changements constants durant la vie de la colonie. La proportion d’individus se consacrant à une tâche donnée varie en fonction des perturbations interne du nid et globales de l’environnement.

Dans la mesure du possible, ce sont les individus les plus adaptés qui adoptent une tâche donnée, mais dans des cas extrêmes, même des individus de castes morphologiques inadaptées peuvent combler les besoins d’une tâche (par exemple, les ouvrières peuvent se mettre à défendre le nid si un manque de soldates se fait sentir).

 Comment est-ce que la colonie contrôle la proportion d’individus affectés à chaque tâche, étant donné qu’aucun individu ne possède de représentation globale des besoins de la colonie ?

La flexibilité de la division du travail dépend de la flexibilité comportementale de chaque individu, dont un modèle biologique plausible est le concept de seuil de réponse. Selon ce modèle, chaque individu possède un seuil de réponse, plus ou moins élevé, pour chaque tâche à accomplir au sein de la colonie. Ces tâches sont autant de stimuli pour les individus, qu’ils soient visuels, phéromonaux ou d’une autre nature. Lorsqu’un stimuli dépasse le seuil de réponse d’un individu, ce dernier se met instinctivement à travailler pour réduire ce stimuli.

Si l’on comparait cela au travail d’une ménagère, les stimuli seraient la vue du désordre ou les mauvaises odeurs. Lorsque ces dernières dépassent un certain seuil, la ménagère se consacrerait au rangement, ou au nettoyage. Lorsque le stimuli de la faim deviendrait trop important, elle se mettrait à manger.

En outre, les seuils de réponse sont adaptatifs : plus un individu se consacre à une tâche, plus le seuil associé baisse. L’individu se spécialise.

Le chemin le plus court

Une colonie doit s’alimenter pour survivre. Pour cela, les fourmis recherchent des sources de nourriture dans le voisinage du nid. Dans une première phase, elles errent de manière plus ou moins aléatoire. Lorsqu’une fourmi découvre une source de nourriture, elle retourne au nid en déposant des phéromones le long du chemin parcouru. Certaines espèces possèdent la faculté de revenir au nid très rapidement, grâce à un compas interne basé sur la polarisation de la lumière solaire, tandis que d’autres semblent plutôt s’orienter de mémoire. En chemin, la fourmi qui a découvert la source de nourriture recrute d’autres individus grâce aux phéromones déposées, mais aussi en réalisant des trophallaxies qui leur permettent d’évaluer la qualité de la source afin de choisir de suivre la piste ou non. De la même manière, un individu croisant une piste décidera de la suivre avec une certaine probabilité p1.

 A leur tour, les individus recrutés déposent davantage de phéromones sur la piste suivie, ce qui la rendra encore plus attractive. Ce renforcement positif amène la colonie à se concentrer peu à peu sur cette piste et à exploiter cette source. Néanmoins, chaque individu peut quitter la piste avec une certaine probabilité p2, favorisant alors l’exploration et la découverte d’autres sources de nourriture éventuellement plus favorables ou, de pistes plus courtes amenant à la même source.

Les colonies de fourmis ont non seulement la capacité de découvrir d’autres sources, mais aussi de basculer leur exploitation sur la source la plus favorable (en termes de qualité, de richesse et de distance). En effet, lorsqu’une fourmi découvre une nouvelle source, elle va pouvoir recruter d’autres individus qui décideront ou non de changer de piste en fonction de la qualité de la nourriture échangée par trophallaxie. En outre, et plus important, les phéromones s’évaporent: de ce fait, une piste courte étant marquée plus souvent qu’une piste longue, elle pourra être privilégiée au fil du temps.

 dans FOURMILa réussite des fourmis tient du parfait équilibre entre l’exploration et l’exploitation, entre une réaction négative et positive du système menant à son équilibre dynamique.

Dans cet exercice, les variables p1 et p2 jouent un rôle clé: dans la réalité elles se caractérisent par du bruit dans les organes sensoriels des fourmis qui peuvent les amener à perdre une piste, mais aussi par des considérations physiques: lorsque deux individus se croisent, l’un ou l’autre (ou parfois les deux) doit s’écarter de la piste, ce qui peut potentiellement l’amener à la perdre.

Au niveau individuel, cet événement est négatif en ce qu’il réduit l’efficacité de l’exploitation d’une source, mais au niveau global cela peut amener un énorme bénéfice. Les paramètres étant multiples, ce bénéfice peut être difficile à chiffrer : une source peut n’être caractérisée que par sa teneur en sucre et sa distance. Il se peut aussi qu’elle soit plus éloignée qu’une autre, mais beaucoup plus facile d’accès, ou à l’abri des prédateurs. C’est le fait des systèmes complexes que d’intégrer de très nombreux paramètres qui les rendent alors instables et chaotiques.

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La cigale et la fourmi revisité

Posté par othoharmonie le 4 janvier 2013

 

La cigale chantait, car en vérité, telle était sa nature. A quoi bon vouloir être autrement qu’on est ? A quoi bon désirer faire autre chose que ce pour quoi on est fait ?

La cigale et la fourmi revisité dans FOURMI 250px-la_cigale_et_la_fourmi_illustration_dore-243x300La fourmi écoutait la cigale, et trouvait son chant si beau qu’elle en conçut de la jalousie. Elle-même ne chantait jamais. Elle n’était pas faite pour ça, tout simplement. Mais elle ignorait pour quoi elle était faite. Alors elle décida qu’elle était faite pour chanter, comme la cigale. Mais après de nombreux essais, elle s’aperçut qu’elle n’arrivait à rien, et que les sons qu’elle produisait étaient tout sauf mélodieux. Elle alla trouver la cigale, et lui demanda de lui céder sa voix. Mais la cigale lui répondit que c’était impossible, car sa voix et elles n’étaient qu’un, et que donner sa voix eut été comme se donner elle-même. La fourmi repartit, déconfite.

Au lieu de chercher pour quoi elle était faite, elle imagina un moyen de voler la voix de la cigale. Elle se dit qu’il fallait pour ça que la cigale renonce à son talent et le lui donne elle-même. Et que si son talent et sa personne ne faisaient qu’un, alors il fallait qu’elle se donne en entier. Elle chercha dans un vieux grimoire la façon d’appeler l’hiver. La méthode, en substance, disait ceci : « La peur de l’hiver appelle l’hiver. Il faut répandre la peur de l’hiver. Alors l’hiver accourt. »

La fourmi imagina la façon de réaliser son dessein. Elle commença à récolter plus de nourriture qu’elle n’en pouvait manger, et à la stocker dans ses caves. La voyant faire, les habitants de la région s’étonnèrent et s’enquirent auprès d’elle de la raison de son étrange comportement. Elle leur répondit laconiquement : « Et bien, on se sait jamais ce qui peut arriver… Je suis inquiète, alors je me prépare, au cas où… Mais chacun fait bien ce qu’il veut ! » Et elle retourna à sa méthodique besogne.

La nouvelle se répandit comme une traînée de poudre. Et avec elle, l’angoisse de la pénurie. Chacun se mit à faire comme la fourmi, et peu à peu, le chant de la nature s’étouffa : tous ne pensaient plus qu’à se constituer des réserves au lieu d’exprimer leur talent. Bientôt, l’harmonie générale fit place à la sourde clameur de l’angoisse. L’hiver, de bonne volonté, répondit naturellement à l’appel qu’on lui lançait avec autant de conviction et ne tarda point à montrer le bout de son nez. La cigale voyait bien que tout tournait mal, mais se refusait à alimenter cette folie ! Elle continua à chanter autant qu’elle le put. Mais il advint qu’un matin, le froid lui déroba une partie de sa voix.

La nourriture aussi, devenait introuvable. La pauvre bête songea : « Tous croient que l’hiver a volé la nourriture. Alors qu’en fait, il est simplement venu parce qu’il n’y a plus de nourriture, puisqu’ils l’ont toute enterrée dans leurs cachettes. La seule façon de faire savoir à l’hiver qu’il peut repartir est de faire résonner le chant de la nature. Mais le froid a cassé ma voix et, toute seule, mon chant n’est plus assez fort. Que puis-je faire ? Ma faim s’endurcit. Je ne veux pas qu’elle ferme mon cœur comme elle semble le faire un peu partout. Je vais aller trouver la fourmi et lui demander de reprendre la peur de l’hiver, qu’elle a si habilement répandue ! »

La fourmi la reçut sur le pas de sa porte, en ricanant d’un air satisfait. « Alors, on a faim ? On vient me proposer de me donner sa voix pour remplir son estomac ? ». La cigale protesta : « Nullement ! Je viens pour vous demander de rappeler la peur que vous avez répandue sur le pays. Elle sème la souffrance avec elle. Vous ne pouvez justifier le malheur d’autant d’êtres par une simple prétention personnelle ! »

La fourmi la toisa : « Ah non ? Vous croyez ? Et quel droit avez-vous de savoir chanter quand moi je ne le peux pas ? ».

« Ce n’est pas la même chose » reprit la cigale. « Lorsque je chante, je ne vous ôte rien, au contraire ! Je vous donne de la vie, du rythme, du courage. Croyez-vous que vous auriez aussi bien engrangé vos réserves cet été sans l’aide de mon chant ? Voyez-vous, toute la nature est ainsi faite : de pure harmonie, et de pure prodigalité. Le secret est simplement d’être soi-même authentique. Et cette authenticité, on ne peut pas la vendre ni la donner. Pourquoi n’avoir pas simplement cherché quel est votre talent ? Car vous avez forcément un talent naturel… »

250px-the_ant_and_the_grasshopper_-_project_gutenberg_etext_19994 dans FOURMILa fourmi l’interrompit : « Très chère, vous pouvez bien argumenter tout votre saoul, cela ne servira à rien ! Je veux être chanteuse, c’est cela ma vérité à moi. C’est ma nature, je l’ai décidé ainsi ! Et à présent, vous n’avez plus rien à manger. Alors je vous propose ceci : vous me donnez votre voix et, en échange, je vous donnerai chaque jour un peu de nourriture. Qu’en dites-vous ? »

Tristement, la cigale lui répondit : « Puisqu’on ne peut ni vendre ni donner l’authenticité, vous ne seriez de toute façon pas satisfaite de la voix que vous recevriez en échange de cette nourriture. Et de mon côté, je ne peux me résoudre à galvauder mon talent dans une piètre imitation. De plus, cette nourriture que vous détenez est le produit d’une harmonie collective, le fruit de la nature contre laquelle vous péchez gravement. Je crains que votre proposition ne soit simplement qu’une chimère, mais vous refusez de le comprendre. Je n’ai pas d’espoir de vous convaincre de changer d’attitude, alors je vais repartir et chercher ailleurs la solution de tout ce malheur. »

La fourmi s’emporta : « Et bien qu’il en soit ainsi ! Le froid et la faim auront tôt fait de vous en apprendre d’avantage sur votre prétendue authenticité : au lieu de chanter, vous allez danser, maintenant ! Que pensez-vous de cela ? Si je ne peux chanter, vous ne le pourrez bientôt plus non plus et j’arrêterai de souffrir en entendant cette voix qui devrait être mienne ! Bon vent, et à jamais ! »

La cigale s’en retourna hardiment vers l’hiver. Elle résolut de chercher d’autres talents restés authentiques au sein de la tourmente, et de perpétuer envers et contre tout l’harmonie de la nature par le partage de la chaleur des coeurs. Et de fait, elle chante encore aujourd’hui…

signé : Sphinx
Libre de diffusion, hors modifications.

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