D'étranges peignes d'abeilles en spirale ressemblent à des palais de cristal fantastiques. Maintenant, nous savons pourquoi.

Dans un monde de nids d'abeilles hexagonaux fades, un petit groupe d'abeilles australiennes rebelles a choisi de construire des escaliers en colimaçon.

Rencontrez les abeilles du genre Tetragonula. Ces pollinisateurs australiens n'ont pas de dards, mais compensent leurs carences défensives en construisant des forteresses de cire fascinantes dont la beauté a longtemps captivé Internet..

Ces structures en spirale sont en fait des nids géants et tourbillonnants appelés «rayons à couvain». Chaque petite cellule circulaire est une chambre à œufs, construite par une abeille ouvrière sécrétrice de cire, approvisionnée en nourriture régurgitée par une abeille nourrice, puis remplie d'un œuf par la reine elle-même. Lorsqu'une cellule est terminée, les travailleurs passent à la suivante, construisant vers l'extérieur et vers le haut selon un modèle en spirale pouvant parfois atteindre 20 étages, Tim Heard, entomologiste de la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) en Australie, auparavant Raconté .

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Alors, comment le Tetragonula les abeilles deviennent les Frank Lloyd Wrights du monde des insectes? Chaque colonie emploie-t-elle son propre maître architecte, chargé de guider la construction de son peigne - ou chaque abeille ouvrière suit-elle simplement un ensemble inconscient de règles de construction codées individuellement? Selon une étude publiée aujourd'hui (22 juillet) dans le Journal of the Royal Society Interface, la réponse pourrait résider dans les cristaux.

"Ces peignes suivent les mêmes règles de base qui font croître les cristaux dans un motif en spirale", a déclaré le co-auteur de l'étude, Julyan Cartwright, chercheur au Conseil national espagnol de la recherche (CSIC) qui étudie les modèles mathématiques dans la nature. "Chaque abeille suit essentiellement un algorithme."

Bourdonné sur la nature

Cartwright a vu une image virale des fameux rayons de couvain il y a quelques années et a immédiatement reconnu le motif; à l'époque, il étudiait les mollusques en nacre, dont les coquilles irisées révèlent également des structures en spirale distinctes lorsqu'elles sont vues au microscope électronique.

Les deux cas d'architecture animale ont rappelé des recherches des années 1950 qui expliquaient comment les cristaux se développent naturellement dans une structure en spirale en suivant quelques règles mathématiques simples, a déclaré Cartwright. Lui et ses collègues voulaient savoir quelles pourraient être ces règles pour le Tetragonula les abeilles.

"Quelle sorte d'informations minimales une abeille aurait-elle qui la conduirait à produire ces modèles?" Cartwright a dit.

Pour enquêter, les chercheurs ont modélisé la construction d'un peigne en spirale à l'aide d'un algorithme inspiré de la croissance cristalline. Chaque simulation a commencé avec une seule cellule de couvain. Une par une, les abeilles ouvrières numériques ajoutaient de nouvelles cellules au peigne en suivant l'une des deux règles simples suivantes: les abeilles pouvaient ajouter une cellule au front de croissance - le bord du rayon où d'autres abeilles avaient pondu des cellules - à condition que leur nouvelle cellule a été placé légèrement plus haut que ses voisins; ou, les abeilles pourraient construire une nouvelle cellule au-dessus d'une cellule existante, à condition que cette cellule soit plus ou moins au niveau de ses cellules voisines.

Avec ces restrictions en place, chaque nouveau niveau du peigne devait être construit à une bonne distance du bord, donnant à chaque nouveau niveau un rayon plus petit que le précédent. Plus un niveau est élevé, plus son rayon est petit. Et donc, avec juste ces quelques règles simples, le modèle en spirale a émergé.

Selon Cartwright, la facilité avec laquelle son ordinateur a pu recréer TetragonulaLes peignes en spirale montrent que les abeilles ne suivent pas un plan directeur - au contraire, elles réagissent simplement à leur environnement local selon quelques règles biologiques codées dans leur comportement il y a longtemps.

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«Lorsque les humains construisent une structure comme un bâtiment, nous avons un architecte qui fait un plan et ensuite les constructeurs le suivent», a déclaré Cartwright. "Ce que nous avons découvert, c'est que les abeilles n'ont pas besoin d'un plan. Elles viennent juste avec un ensemble de règles simples indiquant où placer un nouveau morceau de cire quand il arrive au peigne. Et si vous programmez ces règles dans un ordinateur, ils produisent les mêmes images. "

Quelles sont ces règles exactement? Jusqu'à ce que nous puissions demander personnellement aux abeilles, il n'y a probablement aucun moyen de le savoir avec certitude, ont écrit les chercheurs. Heureusement qu'ils sont sans picotements.