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Les abeilles aussi peuvent apprendre...

Article publié le 16 mars 2007

Un article parut récemment dans la revue en ligne PloS One rapporte les résultats d’une expérience concernant nos fournisseuses de miel attitrées, les abeilles domestiques (Apis mellifera de son petit nom). Une équipe de l’université de Toulouse 3 s’est amusé à développer une expérience originale et aux résultats intéressants, non pas seulement en eux-même, mais aux perspectives qu’elle ouvre.

Les abeilles aussi peuvent apprendre...

Qu’ont donc bien pu faire ces scientifiques à de pauvres abeilles ?

Et bien, ils ont monté un dispositif ou une abeille est guidée par une odeur vers un point précis et là, les scientifiques ont soit délivré une goutte de nectar (récompense) soit un choc électrique (punition). C’est un dispositif classique dans les études comportementales chez les mammifères.

Et qu’ont-ils remarqué ?

Et bien que les abeilles étaient capable d’apprendre. En liant une odeur particulière à la récompense et une autre à la punition, ils ont vu que les abeilles avaient des comportements différents en fonction de l’odeur rencontrée après un temps d’apprentissage. En présence de l’odeur récompense, les abeilles étendent le proboscis (trompe) (comportement de recherche de nourriture) tandis que l’odeur punition provoque une sortie du dard (mécanisme de défense). En clair du Pavlov.

Depuis quelques années déjà, les études démontrent que les insectes ne sont pas de simples "mécaniques" biologiques mais des organismes capables de modifier leur comportement en fonction de l’environnement. Maintenant on sait qu’ils sont équipés d’un mécanisme d’apprentissage qui même si il est primitif, n’en est pas moins réel.

Comment ça marche ?

Je vous passerait les détails techniques, mais les chercheurs semblent avoir mis en évidence l’implication de deux neurotransmetteurs particuliers, chacun sécrétés en relation avec l’un des stimuli. Pour ceux que ça intéresse, il s’agit de l’octopamine pour la récompense et la dopamine pour la punition. Il s’est donc mis en place dans le système nerveux de ces petits insectes deux systèmes différents, l’un avertissant d’une probable source de nourriture et l’autre d’un danger imminent.

Qu’est ce qu’on peux bien en avoir à faire ?

Outre le fait que nous venons d’apprendre que les abeilles étaient capables d’apprendre, les principaux enseignements de cette étude pourraient se situer bien au delà du stricte champ d’étude des abeilles, voir même des insectes. Car nous avons sous la main le prototype primitif de ce qui deviendra notre propre système d’apprentissage et donc de notre mémoire. En effet, nos abeilles se "souviennent" qu’une odeur de rose veux dire "manger" et que celle de tulipe veux dire "gzzzzzz". Cette mémoire intégrative primitive pourrait donc être apparue il y a plus de 450 millions d’années, avec justement les insectes (on parle maintenant de 500 millions d’années), ou tout au moins avec les abeilles et apparentées il y a environ 200 millions d’années. Ce mécanisme d’apprentissage primitif « un stimulus - un circuit nerveux - un neurotransmetteur - une réponse » aurait alors pu évolué avec la complexité des systèmes nerveux jusqu’à nous permettre à nous mammifères de développer des apprentissages et des réponses complexes aux situations et surtout une plasticité dans ces réponses nous permettant une adaptation comportementale compensant une faibles plasticité physiologique.

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commentaires
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par Rocla (IP:xxx.xx1.133.232) le 16 mars 2007 à 11H59

Stimulus is exiting

F. Dard

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par gem (IP:xxx.xx5.117.249) le 16 mars 2007 à 13H22

Mauvais compte-rendu, mauvais article ! je ne sais pas qui pouvait douter que les insectes étaient capables d’apprentissage...

Il suffit d’avoir fait semblant deux-trois fois de chopper une mouche pour le voir : au début elle s’envole, ensuite elle bouge à peine, à la fin elle continue son activité... Ou de se rappeller que les abeilles apprennent de leurs congénères vers où elle doivent aller pour butiner.

Ce genre de résultat est tellement évident qu’il ne mérite même pas une nomination aux Ig-Nobels.

La seule chose qui justifie la publication, c’est l’analyse un peu plus précise du mécanisme à l’oeuvre, neurotransmetteurs, neuronnes concerné, etc.

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(IP:xxx.xx3.192.187) le 16 mars 2007 à 14H04

"Il suffit d’avoir fait semblant deux-trois fois de chopper une mouche pour le voir : au début elle s’envole, ensuite elle bouge à peine, à la fin elle continue son activité..."

... et vous osez critiquer cet article avec des arguments aussi ridicules que ça ??? :-O

C’est du même niveau scientifique que "le Terre est plate, la preuve si je met une bille par terre elle roule pas".

Au lieu d’âneries dans ce genre, cite donc des articles et des références scientifiques ayant démontré la capacité des insectes à un apprentissage sélectif... moi je n’en connais pas, mais je n’ai pas lu tout ce qui à été écrit en science donc j’ai très bien pu le louper... j’attend tes éclairages.

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par gem (IP:xxx.xx5.117.249) le 16 mars 2007 à 16H30

ben oui, j’ose. Parce que chopper une mouche c’est une expérience que tout le monde a fait (non ? bon, tant pis...).

Et je te signale que j’ai donné un autre exemple d’apprentissage plus élaboré et plus connu.

Maintenant, vu que tu ne semble pas y penser toi-même, je te conseille "apprentissage insecte" dans ton moteur de recherche, au lieu de hurler comme un putois sur la base de comparaison foireuse avec la terre plate...

Encore une fois : que les insectes apprennent (dans certaine limite, forcément...) est une évidence ; comment, par contre, ça c’est une question.

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par une note d’humour puis mon avis (IP:xxx.xx8.72.233) le 16 mars 2007 à 16H02

Moi si une abeille me colle de trop près, je lui éclate sa gueule. Et elle ne revient pas : les abeilles aprennent VRAIMENT super vite !

Je deconne...

Je m’etonne que les scientifiques "découvrent" que les abeilles sont capables d’apprentissage...le vieux syndrome de "l’ Homme" completement detaché de l’animal... Hors evolution génétique, chez tous les animaux, dont l’homme, la part de l’inné est sans doute très faible, et réservé aux fonctions vitales. Le reste, ce qui differencie les etres du même type l’un de l’autre, est surtout du domaine de l’acquisition de mon point de vue.

Les singes, marmottes et quelques oiseaux utilisent des pierres/batons comme outils, et par immitation la "méthode" se repand dans les populations animales environnantes. Pourquoi les insectes seraient ils differents ? Trop petits et insignifiants pour etre intelligents (ouille, le mot qui fache les scientifiques est lâché) ?

Sinon, au niveau de l’utilisation possible : qu’apprendre aux animaux ? pourquoi ? pour qui ?

Les guepes sont utilisées me semble t il dans la lutte contre les stupefiants/les explosifs, pour leur odorat supérieur aux chiens. A moins que ce ne soit encore qu’un projet. Il y aura peu d utilisations possibles concernant les guepes...les rendre porteuse de vaccin pour rendre la piqure "bénéfique" ? ...ou malheureusement, ameliorer le venin et plus crediblement, en faire des alliés de guerre ? Et doit on remplacer (au travail) les hommes par des singes savants éduqués le jour ou ce sera possible ? Un chomage de 100% ne serait pas forcement négatif, mais au niveau moral, ce n’est pas si simple.

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par Hume (IP:xxx.xx3.205.1) le 16 mars 2007 à 16H47

C’est connu depuis longtemps mais c’est sympa dans faire un article. On peut aller plus loin que cela.

Meme des animaux moins evolues comme des vers (Caenorhabditis elegans)font du conditionnement gustatif (evitement d’un gout associe a une substance toxique). Plus marrant, une etude sur les spermatozoides toute a fait serieuse (parue dans Behavioral Brain Research) a montre que dans un labyrinthe en T (microscopique bien sur...), si les spermatozoides avaient preferentiellement choisis la branche droite la premiere fois, ils choisissaient la gauche lors d’un "second passage". Autrement dit, ils alternent de branche spontanement comme le ferait un rongeur et cela necessite d’avoir encode le premier passage...

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par Gnole (IP:xxx.xx3.240.70) le 16 mars 2007 à 17H35

Il me semble qu’il y a une énorme incompréhension entre apprentissage (acquis) comme démontré dans l’article de PLoS et la réactivité à un stimulus purement inné (comme le sont les exemples de déplacement de spermatozoïdes ou de recherche de nourriture).

Et non Gem ton exemple est complètement faux, il ne s’agit nullement d’apprentissage mais de rétro-action temporaire du système nerveux... ce serait un apprentissage si ta mouche, 24 heures, un jour ou 10 jours après que tu te sois amusée avec elle ne réagisse pas à tes fausses tentatives (elle aurait appris que cela ne la menace pas)... or ce n’est pas le cas (fait la manip si ça t’amuse).

C’est simplement une atténuation temporaire des signaux nerveux, c’est le même mécanisme qui fait que au bout d’un certains temps nous ne ressentons plus des objets en appui léger sur notre peau (pose une bille 10 minutes sur ta main et tu ne la sentira plus), par contre si tu retire le stimulus (la bille) et que tu la remet, tu ressent à nouveau son poids.

Pour le cas de la transmission des lieu de butinage, la encore il s’agit d’un mécanisme (pas totalement élucidé d’ailleurs) qui tien de l’inné... les abeilles n’apprennent pas que leur congénère leur montre des coins à butiner, elles le savent parce que ce comportement est inné et non acquis. La mémorisation de la dite abeille du lieu de butinage semble elle aussi être purement innée.

Les comportements résultant d’un apprentissage pur sont beaucoup plus rares que ce que beaucoup semblent imaginer. Se déplacer vers une source de nourriture reconnue par perception (visuelle, odorante ou autre) n’est en rien un apprentissage, mais une réaction innée.

En espérant avoir dissipé cette confusion qui, je dois bien avouer, ne me paraissait pas si répandu...

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par gem (IP:xxx.xx5.117.249) le 16 mars 2007 à 18H23

@gnole

L’apprentissage, c’était, il y a longtemps, mon sujet de recherche... J’ai encore un minimum de reste, tu sais.

Rétro-action, reflexe, apprentissage, programmation, adaptation ... pour faire la différence, il faut que développe un vocabulaire et des concepts très élaborés, puis que tu ouvres la mouche et que tu regardes ce qui s’y passe. Si c’est un muscle qui fatigue, un neurone qui a simplement épuisé son stock de neurotransmetteur (modification sans suite), un neurone qui a été grillé définitivement, une synapse qui a été ajoutée (modifications durables chez l’individu), voire des modifications transmissibles à la descendance (type stress, par exemple)

Il y a toujours de l’inné dans l’aptitude à apprendre. Sans quoi une fourmi serait apte a enseigner la mécanique quantique, moyennant un apprentissage adéquat... L’abeille dispose bien d’une capacité inné et spécifique à comprendre la danseuse (puis à danser, à son tour, au retour de butinage), mais le chemin qu’elle apprend, suite à l’observation d’une autre abeille, n’a rien d’inné.

10 jours c’est un peu long pour une mouche, tu sais... Mais je ne doute pas du résultat, même après un temps significatif, pourvu que je prenne la précaution de lui donner l’occasion de reconnaitre ma main (c’est surtout ça le point sensible).

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par Hume (IP:xxx.xx3.205.1) le 16 mars 2007 à 18H39

A Gnole,

Non, non il n’y a pas incomprehension. Cette etude sur les spermatozoides suggerent qu’il y a memoire (la question est comment et que represente-elle ?), ce qui est la base de l’apprentissage. La difference inne acquis est fausse. Par contre, bien entendu, il n’y a pas eu demonstration de "memoire associative" chez nos chers amis unicellulaires, ce qui a ete le cas par contre chez c elegans (quand meme compose d’un peu plus d’un millier de cellules donc 302 neurones exactement chez l’hermaphrodite).

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par Hume (IP:xxx.xx3.205.1) le 16 mars 2007 à 20H12

"Les comportements résultant d’un apprentissage pur sont beaucoup plus rares que ce que beaucoup semblent imaginer."

Qu’entendez-vous par "apprentissage pur". Il y a des definitions tres simples, comme acquisition d’une tache, retention et expression. Des memoires a court et a long terme, etc... Excusez-moi mais votre phrase est deplorable. Les apprentissages sont loin d’etre rares (et l’animal est complexe, plus c’est vrai) car ce sont eux qui permettent une meilleure adaptabilite des organismes a leur milieu.

Faites une bonne biblio sur l’apprentissage et vous verrez que cela fait un moment que l’on sait que les insectes apprennent, que les rongeurs ont des representations mentales et sont capables de faire de l’inference.

"Se déplacer vers une source de nourriture reconnue par perception (visuelle, odorante ou autre) n’est en rien un apprentissage, mais une réaction innée."

Dans le cas de c elegans c’est une veritable association qui conduit a un evitement conditione (l’organisme se dirgeait bien entendu vers cette nourriture avant apprentissage). Taper juste dans pubmed c elegans AND conditioning OR learning.

Vous parlez de confusion mais je trouve que c’est plutot vous qui l’entretenez en utilisant des notions loins d’etre claires.

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par Gnole (IP:xxx.xx3.240.70) le 17 mars 2007 à 18H06

Vos exemples ne sont que des variations phénotypiques ou comportementales basées sur des circuits réflexe déjà existant. Pour l’abeille jamais une odeur n’a été associé à un choc électrique. L’abeille a appris a associé un stimulus et un état (de danger ici) de manière complètement nouvelle.

Sinon j’attends toujours les biblio spécifiques démontrant des apprentissages (en dehors des variations de circuits nerveux ou endocrine existant) chez les insectes ou les nématodes... si c’est si facile à trouver, ça devrait être facile. Et je suis très intéressé pourquoi pas pour un prochain article.

Sinon Gem j’attends avec impatience les résultats de vos manips sur les mouches...

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par Hume (IP:xxx.xx5.36.254) le 18 mars 2007 à 18H01

A Gnole,

Je ne sais pas ce que vous faites mais votre culture dans le domaine du comportement est médiocre. Vous mélangez un certain nombre de notions ce qui rend votre tentative de vulgarisation dangereuse car fausse dans les concepts que vous avancez. Je vous conseille donc fortement d’arrêter sur des concepts que visiblement vous ne maîtrisez pas.

Quant aux références, il suffit de faire un tour sur pubmed (vous devriez connaître, non ?). Je vous ai même mache le travail en vous mettant les mots-cles au dessus !

Hume, neurobiologiste et comportementaliste

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par Hume (IP:xxx.xx5.36.254) le 18 mars 2007 à 18H19

Bon je vais quand même répondre aux points suivants :

"Vos exemples ne sont que des variations phénotypiques ou comportementales basées sur des circuits réflexe déjà existant."

Dans le cas c elegans, il va avant APPRENTISSAGE vers le stiumulus conditionne le SC, puis après association avec le stimulus inconditionne, le SI, l’évite, c’est la reponse conditionne, pour cela il a fallut des modifications synaptiques, comme il a ete montre chez la limace de mer par un type qui s’appelle Kandel et a recu pour cela le Prix Nobel de Medecine. Tous les circuits sont deja "pre-existants", ce qui permet de faire ces associations de type conditionnement Pavlovien, que ce soit ecologique (nourriture-toxicite) ou moins (odeur-choc). Le ver a du APPRENDRE qu’une nourriture à la base saine, ne l’est plus ou est associee a un danger.

Pour l’abeille jamais une odeur n’a été associé à un choc électrique. L’abeille a appris a associé un stimulus et un état (de danger ici) de manière complètement nouvelle."

Voir ce que je dis plus haut : la manière n’est pas nouvelle c’est le stimulus qui est nouveau, ca ne change rien qu circuit "pre-existant" (ce qui veut en fait dire "qui est la, avant d’exister").

"Sinon j’attends toujours les biblio spécifiques démontrant des apprentissages (en dehors des variations de circuits nerveux ou endocrine existant) chez les insectes ou les nématodes... si c’est si facile à trouver, ça devrait être facile. Et je suis très intéressé pourquoi pas pour un prochain article."

Si en effet vous ne connaissez pas cela, c’est que vos connaissances sur le sujet sont trop limitees sur le sujet pour vulgariser. Pour un prochain article, pourquoi pas ? Mais pour le moment je viens juste de soumettre sur Agoravox une tribune sur l’alcool et le vin qui est bien une drogue suite aux propos de Nicolas Sarkozy qui visiblement à lui aussi de drôles de notions dans certains secteurs de la biologie.

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par maya (IP:xxx.xx2.229.154) le 16 mars 2007 à 22H15

je m’en doutais , mais je suis maintenant complétement rassurée de savoir que les abeilles aussi peuvent apprendre !!

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par Calmos (IP:xxx.xx1.241.78) le 17 mars 2007 à 11H58

Quand les abeilles auront disparues ; les hommes les suivront..

Et a voir la vitesse ou cela se produit.....je me dis que le réchauffement de la planete ; c’est de la roupie de sansonnet à coté de cet état de fait.....


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