Information gathering prior to emigration in house-hunting ants

par Nathalie Stroeymeyt

Thèse de doctorat en Neuroéthologie cognitive

Sous la direction de Martin Giurfa et de Nigel Franks.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .

  • Titre traduit

    Collecte d'informations avant l'émigration chez la fourmi temmothorax albipennis


  • Résumé

    Dans les sociétés animales, les décisions collectives résultent souvent de processus auto-organisés : des choix collectifs complexes émergent à partir d'interactions locales entre individus suivant des règles comportementales simples. Complexité cognitive et diversité des individus ne sont en général pas considérées nécessaires à l'ajustement fin des choix collectifs. La sélection d'un nouveau nid chez les abeilles et les fourmis du genre Temnothorax constitue un exemple classique de décision collective. Lors d'une émigration (déplacement de la colonie vers un nouveau site), les colonies de fourmis sont capables de choisir collectivement le meilleur site disponible par le biais de processus décentralisés. Ma thèse porte sur le rôle de la mémoire et de l'expérience des individus sur la sélection de nid par des colonies de fourmis Temnothorax albipennis. La première partie de ma thèse décrit l'impact sur la performance collective des colonies d'une familiarisation préalable avec certains sites. La deuxième partie décrit les mécanismes permettant l'exploitation collective des informations récoltées par les ouvrières avant l'émigration. D'après les données expérimentales, la collecte préalable d'informations sur des sites de bonne qualité permet aux colonies d'améliorer leurs performances collectives lors d'émigrations ultérieures (vitesse d'émigration, cohésion, et/ou précision du choix). De plus, les fourmis ajustent collectivement leurs critères de préférence en fonction de la qualité de leur propre nid et de celle des sites disponibles dans les environs. Cela permet aux colonies de prendre des décisions adaptées aux conditions environnementales. Une analyse détaillée révèle, en outre, que les ouvrières qui ont visité un site de bonne qualité mémorisent la position et la qualité de ce site et réutilisent ultérieurement les informations mémorisées, ce qui leur confère un rôle particulièrement important. Un transfert d'informations a également lieu au sein des sites familiers au cours de l'émigration, mettant en jeu phéromones et interactions sociales entre ouvrières. Dans l'ensemble, cette étude montre que les fourmis T. Albipennis sont capables de réaliser des tâches cognitives complexes, puisqu'elles peuvent mémoriser certaines informations et les réutiliser au moment opportun. Enfin, il semble que certains individus ont une influence particulièrement importante sur les décisions du groupe. Ceci montre que les décisions collectives auto-organisées peuvent grandement bénéficier à la fois de la complexité cognitive des individus et d'un certain degré de diversité au sein des membres d'un même groupe.


  • Résumé

    In animal societies, collective decisions are often self-organised: complex collective choices simply emerge from local interactions between group members following simple and relatively fixed behavioural rules. House-hunting by honeybees and ants of the genus Temnothorax is a classical example of collective decision-making. During an emigration (i. E. The relocation of a colony to a new nest site), Temnothorax colonies are able select the best available nest site through decentralised, self-organised processes. My PhD has the aim of investigating the role of individual memories and previous experience in nest site selection by the rock ant Temnothorax albipennis. In the first part, I present data on the influence of prior familiarisation with available nest sites on collective performance in emigrations. In the second part, I investigate the mechanisms underlying the collective exploitation of information previously gathered by individual workers. Experimental results show that familiarisation with high-quality nest sites leads to increased speed, higher cohesion and/or improved choice accuracy in later emigrations. Additionally, ants collectively adjust their preference and choice criteria according to the respective qualities of their home nest and of surrounding available nest sites. This allows colonies to tune collective decisions according to their environment. A detailed analysis of the underlying mechanisms reveals that informed individuals memorise the position and suitability of high-quality, available sites, and later retrieve and use that memorised information. Well informed individuals therefore play a key role in emigrations to good, familiar nest sites. Additionally, information transfer between individuals takes place inside familiar nest sites during emigrations: chemical cues (pheromones) and social interactions allow naïve individuals also to exploit the information previously gathered by their nestmates. The present study therefore indicates that T. Albipennis ants have high cognitive abilities, as they are able to memorise information about available nest sites and retrieve that memory when required. Finally, it appears that some individuals have a disproportionate influence on collective choices. This suggests that self-organised collective decisions may actually greatly benefit from both individual cognitive complexity and inter-individual variability.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (165 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 137-154

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 TOU3 0205
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