Les objectifs de la thèse sont d’une part de caractériser la morphoge-nèse du nid souterrain chez les fourmis et en particulier Lasius niger, et d’autre part de déterminer les influences respectives des comportements et de l’environnement sur les étapes décrites.
De là, nous pouvons mettre en avant plusieurs questions et hypothèses de réponse à cette problématique :
1. La formation des modules de base de tout nid, les chambres et galeries, tient-elle d’un seul et même comportement de construction accompa-gné de transition au niveau collectif, ou y a-t-il un comportement de construction associé à chaque structure ? (Chapitre3)
2. Une grande diversité de morphologies découle de la variété des mi-lieux colonisés. À quels niveaux de la morphogenèse (p. ex. groupe de fourmis, comportements individuels, interactions entre ouvrières) la nature de l’environnement impacte-t-elle l’excavation pour provoquer l’apparition de cette variété de structures ? (Chapitres3,4&5) 3. Existe-t-il des invariants dans les mécanismes impliqués dans la
construc-tion du nid, quel que soit la nature du milieu ? (Chapitres3,4&5) 4. Le volume d’un nid est dépendant de la taille de la colonie qu’il abrite.
Quel impact le nombre d’ouvrières (Chapitres3&5) et la dynamique d’excavation (Chapitres3&4) ont-ils sur la morphogenèse du nid ? Nous avons tenté de répondre à ces questions en menant plusieurs études. Tout d’abord, nous avons réalisé des expériences d’excavation de nids en 2 dimensions (2D) (Chapitre3), ce procédé permettant d’observer l’évo-lution de la forme du nid tout au long du creusement. Aussi, nous avons mené les expériences en utilisant deux tailles de groupe pour déterminer l’éventuelle dépendance à la densité du phénomène. Ces travaux ont été
INTRODUCTION 33
regroupés dans un premier article intitulé “Shape transition during nest digging in ants” et publié dans la revuePNAS. Cette première partie de la thèse constitue le cœur de nos travaux et c’est sur ces résultats majeurs qui font office de condition témoin que nous articulerons l’ensemble de la recherche.
Des travaux précédents ayant montré l’impact de la qualité du milieu sur l’orientation des efforts d’excavation, nous avons ensuite choisi d’étudier l’impact de certains paramètres de l’environnement sur la morphogenèse. Parmi tous les paramètres possibles, nous avons choisi de nous focaliser sur la nature du matériau excavé d’une part, et sur la gravité d’autre part. Le matériau excavé change les propriétés physiques du nid, mais doit aussi certainement influencer la manière dont l’extraction des particules de sol a lieu. Pour étudier cet aspect, nous avons comparé la morphogenèse dans deux matériaux de cohésion différente (Chapitre4). Les résultats de ce cha-pitre ont mené à la publication de l’article intitulé “Excavated substrate modulates growth instability during nest building in ants” et publié dans la revueProceedings of the Royal Society B.
De nombreux nids présentent une forte structuration verticale, suggérant un impact de la gravité sur le comportement de creusement. Pour étudier l’effet de la gravité, nous avons comparé la morphogenèse de nids excavés dans le plan horizontal pour une partie d’entre eux et à la verticale pour le second groupe (Chapitre5). Nous voulions aussi déterminer si les résultats obtenus parSudd(1972) et qui font office de référence étaient extensibles à l’exca-vation de groupe. Cette partie du travail a fait l’objet de la rédaction d’un article portant le titre “Template effect of gravity during nest morphogenesis in ants” et soumis à la revueAnimal Behaviour.
Enfin, le dernier chapitre de résultats (Chapitre 6) traite d’un modèle analytique qui a été développé pour reproduire une partie des résultats décrits dans le chapitre3. Ce dernier article porte le titre “Theoretical study
of nest morphogenesis under geometrical and density constraints” et est en cours de rédaction pour soumission à la revueJournal of Theoretical Biology.
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