Exploitation collective des ressources chez la fourmi
Myrmica rubra : rôle et influence de l’interface
entre le nid et l’environnement
Thèse présentée par Marine LEHUE
en vue de l’obtention du grade académique de docteure en sciences
Année académique 2018-2019
Sous la direction de la Professeure Claire DETRAIN,
promotrice
Service d’Écologie Sociale
Jury de thèse :
Denis FOURNIER (Université libre de Bruxelles, Président) Claire DETRAIN (Université libre de Bruxelles, Secrétaire) Jean-Christophe de BISEAU (Université libre de Bruxelle) Andrea PERNA (Roehampton University)
I. Introduction ... 1
I.1 Prise de décision au sein d’une société animale ... 2
I.1.1 Consensus ... 4
I.1.2 Comportements collectifs et Auto-organisation ... 6
I.2 Impact de l’architecture du nid sur la vie sociale ... 11
I.2.1 Diversité de forme, structures et fonctions ... 11
I.2.2 Valeur fonctionnelle ... 15
I.2.3 Architecture et structure sociale ... 17
I.3 Entrée du nid et comportements collectifs... 19
I.3.1 Diversité de forme, de structure, de fonction des entrées du nid ... 19
I.3.2 Entrée et régulation du fourragement ... 21
I.4 Objectifs ... 22
I.5 Modèle biologique : la fourmi Myrmica rubra ... 24
I.5.1 Description de l’espèce ... 24
I.5.2 Récolte des colonies ... 26
II. What’s going on at the entrance ? A characterisation of the social interface in ant nests 28 II.1 Introduction ... 30
II.2 Material & methods ... 31
II.2.1 Ant colonies ... 31
II.2.2 Locating the social interface at the nest entrance ... 33
II.2.3 Characterisation of the population of ants in the entrance area ... 35
II.2.4 Impact of increasing the number of nest entrances on the social interface ... 36
II.3 Results ... 37
II.3.1 Locating the social interface at the nest entrance ... 37
II.3.2 Characterisation of the population of ants in the entrance area ... 39
II.3.3 Impact of an increasing number of nest entrances on the social interface... 41
II.4 Discussion ... 46
II.5 Acknowledgements... 49
III. Multiple nest entrances alter foraging and information transfer in ants ... 50
III.1 Introduction ... 52
III.2 Material & Methods:... 53
III.2.1 Ant colonies ... 53
III.2.2 Experimental Setup ... 54
III.2.4 Worker mobilisation ... 55
III.2.5 Emergence of a foraging trail ... 56
III.2.6 Ability to reach the food source ... 57
III.2.7 Resource exploitation... 58
III.3 Results: ... 58
III.3.1 Worker mobilisation ... 58
III.3.2 Emergence of a foraging trail ... 60
III.3.3 Ability to reach the food source and resource exploitation ... 62
III.4 Discussion: ... 64
III.5 Supplementary materials ... 69
IV. Multiple nest entrances hamper collective decision making in ants ... 74
IV.1 Introduction ... 76
IV.2 Material & Methods ... 78
IV.2.1 Ant colonies ... 78
IV.2.2 Experimental Setup ... 78
IV.2.3 Experimental procedure ... 79
IV.2.4 Mobilisation of workers... 79
IV.2.5 Efficiency in reaching the food source ... 80
IV.2.6 Relative exploitation of the two food sources and sucrose consumption... 81
IV.3 Results ... 82
IV.3.1 Mobilisation of workers... 82
IV.3.2 Efficiency in reaching the food source ... 84
IV.3.3 Relative exploitation of the two food sources and sucrose consumption... 86
IV.4 Discussion ... 92
V. Nest entrances, spatial fidelity, and foraging patterns in the red ant Myrmica rubra: a field and theoretical study ... 97
V.1 Introduction ... 99
V.2 Material & Methods ... 101
V.2.1 Selection of ant nests and study site ... 101
V.2.2 Experimental procedure ... 102 V.2.3 Model ... 105 V.3 Results ... 108 V.3.1 Field experiments ... 108 V.3.2 Model ... 116 V.4 Discussion ... 120
VI.1 Entrées du nid et interface sociale de la fourmilière... 128
VI.2 Influence de l’interface physique sur les réponses collectives de la fourmilière .. 131
VI.2.1 Dynamique d’émergence des comportements collectifs ... 132
VI.2.2 Choix collectifs ... 136
VI.3 Fidélité spatiale aux sources et aux entrées du nid... 138
VI.4 La structure du nid chez Myrmica rubra, une polydomie à petite échelle ? ... 139
VI.5 Conclusions et perspectives ... 139
