« Auparavant, les chercheurs dans le domaine supposaient que les fourmis se déplaçaient de manière purement aléatoire lorsqu’elles recherchaient des cibles dont elles ne connaissaient pas l’emplacement », a déclaré Stefan Popp de l’Université d’Arizona à Tucson. « Nous avons découvert que les fourmis des rochers, Temnothorax rugatulus, montrent un motif de méandres régulier et frappant lors de l’exploration de la zone autour de leurs nids. Cela signifie que les fourmis alternent en douceur des virages à gauche et à droite sur une échelle de longueur relativement régulière d’environ trois longueurs de corps. »

Il explique que lui et ses collègues qualifient ce comportement de « serpentant » parce qu’il leur rappelle le schéma formé par une rivière sinueuse. De plus, leur étude révèle que les méandres des fourmis peuvent rendre leur recherche plus efficace qu’une recherche aléatoire pure. C’est parce que les fourmis ont tendance à croiser leurs propres chemins moins fréquemment lorsqu’elles serpentent que des pistes de marche aléatoires, de sorte qu’elles recherchent moins souvent la même zone deux fois.

L’équipe de Popp a entrepris d’apprendre comment les fourmis réagissent aux compagnons de nidification et à la structure de surface à l’échelle d’une colonie. Parce qu’il est difficile de suivre les fourmis dans leur environnement naturel, ils ont déplacé une colonie entière dans le laboratoire, où ils pouvaient facilement suivre toutes les fourmis automatiquement et dans des conditions constantes.

Ils ont rapidement remarqué le motif sinueux des fourmis lorsqu’elles se promenaient. Cela a soulevé une question immédiate : les modèles qu’ils voyaient pouvaient-ils provenir de gribouillis aléatoires, sans aucune règle systématique ? Ou les fourmis se déplaçaient-elles de manière plus systématique et non aléatoire ? Pour le savoir, ils ont comparé les pistes des fourmis avec des modèles de marche aléatoire simulés par ordinateur.

« Nous voulions nous assurer que nous ne voyons pas seulement des modèles là où il n’y en a pas », a déclaré Popp. « Nous avons ensuite utilisé une méthode statistique simple pour détecter la régularité des traces de mouvement pour obtenir une réponse simple. »

Ils rapportent que leurs études ont révélé que 78 % des fourmis présentaient une autocorrélation négative significative autour de 10 mm, soit environ 3 longueurs de corps. Cela signifie que les virages dans une direction étaient généralement suivis de virages dans la direction opposée après une distance à peu près constante. Ils disent que cela rend probablement la recherche des fourmis plus efficace, car les insectes peuvent rester près du nid sans chercher à plusieurs reprises dans les mêmes zones. Popp dit qu’il était le plus intrigué par les formes extrêmes que les motifs des fourmis pouvaient prendre à partir de ces principes simples.

« Certaines pistes ressemblent à des fils enroulés que l’on peut retirer d’un vêtement, et dans d’autres, on dirait que le chemin sinueux serpente lui-même », a-t-il déclaré, « créant une structure apparemment fractale. Cela me rappelle un espace- remplissant les courbes que nous connaissons grâce aux mathématiques ! »

La nouvelle étude est la première à trouver des preuves d’une recherche efficace grâce à des méandres réguliers chez un animal en recherche libre, rapportent-ils. Cela ajoute également un autre comportement complexe pour les fourmis, suggérant qu’il y a encore plus à apprendre.

Popp dit qu’il est le plus fasciné par les questions sur les règles dans l’esprit d’une fourmi qui permettent à des modèles de recherche aussi complexes d’émerger. Il note également que les fourmis ont résolu un problème de recherche collective au cours de l’évolution d’une manière qui pourrait trouver une application pour concevoir des essaims autonomes de robots de recherche ou de drones à utiliser dans des zones sinistrées ou des paysages inexplorés.