Dans les paysages vastes et souvent rudes du désert, où la survie dépend de la capacité à naviguer efficacement, les fourmis du genre Cataglyphis font preuve d’un remarquable exploit d’orientation.
Il a été découvert que ces fourmis du désert, bien que de petite taille et possédant un cerveau de moins d’un million de neurones, utilisent le champ magnétique terrestre pour se déplacer.
Traitement des informations magnétiques
Cette découverte remarquable, initialement réalisée par des chercheurs de l’Université de Würzburg (JMU), a remis en question les connaissances antérieures sur la navigation animale et a incité à approfondir les recherches sur les mécanismes sous-jacents.
La dernière étude fournit de toutes nouvelles informations sur la façon dont les fourmis du désert traitent les informations magnétiques. Les chercheurs ont découvert que la boussole interne des fourmis, connue sous le nom de complexe central, est un site clé pour le traitement des signaux magnétiques terrestres. Ces signaux sont également traités dans les « corps en forme de champignon » qui sont responsables de l’apprentissage et de la mémoire dans le cerveau de la fourmi.
Promenades pédagogiques
Le Dr Pauline Fleischmann a développé les comportements préparatoires des fourmis, notant qu’avant de s’aventurer dehors pour la première fois, les fourmis effectuent des marches d’apprentissage pour calibrer leurs systèmes de navigation. « Avant qu’une fourmi quitte son nid souterrain pour la première fois et parte à la recherche de nourriture, elle doit calibrer son système de navigation. »
Ces promenades impliquent des mouvements et des orientations complexes qui les alignent sur le champ magnétique, même lorsque l’entrée du nid – un simple trou dans le sol – est hors de vue. Les études de terrain menées par l’équipe dans le sud de la Grèce, où ces fourmis sont originaires, ont démontré que ces comportements d’orientation sont effectivement influencés par le champ magnétique terrestre.
Objet de l’étude
Les experts ont analysé des jeunes travailleurs qui n’avaient pas encore entrepris de promenades d’apprentissage. Les fourmis du désert ont été observées dans le cadre d’expériences soigneusement planifiées.
Les fourmis étaient parfois autorisées à s’aventurer dans des conditions naturelles, et d’autres fois, elles étaient autorisées à s’aventurer dans un champ magnétique manipulé qui affichait des directions chaotiques ou ne permettait pas une orientation horizontale.
Avec ces informations directionnelles erronées, il n’était pas approprié comme système de référence fiable pour le comportement des fourmis de regarder l’entrée du nid pendant les promenades d’apprentissage, ont noté les chercheurs.
Formation de la mémoire spatiale
« Nos analyses neuroanatomiques du cerveau montrent que les fourmis exposées à un champ magnétique modifié ont un volume plus petit et moins de complexes synaptiques dans une zone du cerveau responsable de l’intégration des informations visuelles et de l’apprentissage, ce qu’on appelle le corps du champignon », ont expliqué les auteurs de l’étude. .
Cela contrastait fortement avec les fourmis qui connaissaient des conditions magnétiques naturelles, dont les expériences sensorielles entraînaient une augmentation des connexions synaptiques dans ces régions du cerveau. Les résultats démontrent l’importance de l’information magnétique pour la formation de la mémoire spatiale.
Implications plus larges
Selon les experts, les recherches vont au-delà de l’étalonnage de la boussole des fourmis. Il met en lumière les implications plus larges des stimuli multisensoriels sur la plasticité neuronale et la navigation.
À l’avenir, l’équipe prévoit d’étudier quel organe sensoriel reçoit les informations magnétiques et par quelles voies sensorielles elles sont transmises et traitées. À terme, la fourmi du désert pourrait être utilisée comme organisme modèle pour étudier les fondements neuronaux de la navigation.
L’étude est publiée dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences.
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