En tant que concept mathématique, l’idée de zéro est relativement nouvelle dans la société humaine - et sans conteste révolutionnaire. Cela permet aux humains de développer l'algèbre, le calcul et les coordonnées cartésiennes; les questions sur ses propriétés continuent à susciter un débat mathématique aujourd'hui. Il peut donc sembler improbable que les abeilles - des insectes complexes et d'origine communautaire, certes, mais néanmoins des insectes - semblent avoir maîtrisé leur propre concept numérique de néant.
En dépit de la taille de leurs cerveaux, les abeilles ont prouvé qu'elles étaient les prodiges du monde des insectes. Les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient compter jusqu’à environ quatre, distinguer des motifs abstraits et communiquer avec d’autres abeilles. Des scientifiques australiens ont découvert ce qui était peut-être leur capacité cognitive la plus impressionnante à ce jour: le «traitement zéro» ou la capacité de conceptualiser le néant en tant que valeur numérique pouvant être comparée à des quantités plus tangibles, comme un et deux.
Bien qu'apparemment intuitive, la capacité à comprendre le zéro est en réalité assez rare parmi les espèces - et jamais vue chez les invertébrés. Dans un communiqué de presse, les auteurs d'un article publié le 8 juin dans la revue Science ont qualifié les espèces dotées de cette capacité de "club d'élite", composées d'espèces que nous considérons généralement comme très intelligentes, notamment les primates, les dauphins et les perroquets. Même les humains n’ont pas toujours été dans ce club: le concept du zéro est apparu en Inde vers 458 après JC et n’est entré en Occident que vers 1200, lorsque le mathématicien italien Fibonacci l’a apporté avec une foule d’autres chiffres arabes.
Mais les chercheurs en cognition animale de l’Université RMIT de Melbourne, de l’Université Monash à Clayton en Australie et de l’Université de Toulouse en France avaient l’impression que les abeilles mellifères pourraient bien être l’une des rares espèces capables de saisir le concept. Malgré le fait qu'ils ont moins d'un million de neurones dans leur cerveau, contre 86 000 millions dans un cerveau humain, l'équipe a reconnu leur potentiel cognitif.
«Mon laboratoire commençait à accumuler certaines preuves selon lesquelles les abeilles pourraient effectuer certaines tâches cognitives avancées, telles que l'utilisation d'outils, le football, manipuler un ballon pour obtenir une récompense et apprendre à coder des informations sur des visages humains», déclare Adrian Dyer, un étudiant postdoctoral à l'Université RMIT de Melbourne et co-auteur de l'étude. «Nous savions que ce modèle animal était très capable d’apprendre des choses complexes. C’était le bon moment pour officialiser une expérience visant à déterminer si le cerveau de l’abeille pouvait traiter le concept de zéro.»
Pour tester cette hypothèse, l'équipe a d'abord enseigné aux abeilles les concepts de «supérieur à» et de «inférieur à», ce que des recherches antérieures avaient suggéré aux abeilles. Les chercheurs ont estimé que si les abeilles pouvaient montrer qu'elles comprenaient que zéro était inférieur à divers nombres positifs, cela démontrerait que les insectes comprennent la valeur numérique de zéro.
Pour ce faire, ils ont d'abord attiré deux groupes de 10 abeilles chacun vers un mur où deux panneaux blancs contenant un nombre différent de formes noires étaient affichés. Ils ont décidé d'enseigner à la moitié des abeilles «moins de» et à l'autre «plus grand que» en utilisant des récompenses alimentaires pour les entraîner à voler vers le panneau avec moins ou plus de formes, respectivement. En comparant deux panneaux blancs avec un nombre positif de formes dans chacun, les abeilles ont rapidement appris à voler vers le bon.
Le vrai défi, cependant, est venu quand l'un des panneaux ne contenait aucune forme. Dans plusieurs essais, les abeilles «moins que» ont afflué vers le panneau vide et les abeilles «plus que» sur le panneau avec des formes. Malgré la petite taille de l'échantillon, les chercheurs ont estimé que les abeilles ne présentaient aucune capacité de traitement.
Le succès des abeilles à zéro traitement était bien meilleur lorsque le panneau vierge était comparé à un panneau présentant de nombreuses formes, par exemple quatre ou cinq, que si il était comparé à un panneau contenant moins de formes. En d’autres termes, plus le chiffre de comparaison est éloigné de zéro, plus les abeilles sont aptes à déterminer quel panneau a moins de formes. Fait intéressant, cela concorde avec les résultats que les chercheurs ont trouvés chez des enfants humains utilisant un modèle expérimental similaire, dit Dyer. Il dit que cette similitude dans le développement de la capacité de traitement zéro chez les abeilles et les humains suggère que les abeilles et les humains conceptualisent probablement le zéro de manière analogue.
D'autres experts en cognition des abeilles, cependant, doutent que cette expérience prouve définitivement que les abeilles acquièrent le concept zéro. Chercheur à l’Université Queen Mary de Londres, Clint Perry, qui a passé une grande partie de sa carrière à étudier la cognition des abeilles, affirme qu’il pourrait probablement y avoir d’autres explications au comportement des abeilles qui le rendaient «pas convaincu» que les abeilles comprennent vraiment la concept de zéro.
«L'explication la plus parcimonieuse des résultats est que les abeilles utilisaient« l'historique des récompenses »pour résoudre le problème, c'est-à-dire la fréquence à laquelle chaque type de stimulus était récompensé», déclare Perry. Il est possible que les abeilles «moins que», par exemple, aient vraiment appris que le panneau vierge leur valait une récompense 100% du temps, le panneau monoforme 80% du temps, etc. En d’autres termes, ils jouaient simplement de la meilleure chance possible avec les panneaux qui leur étaient présentés, sans nécessairement comprendre le concept.
«Je pourrais envisager [le traitement zéro des abeilles] comme une possibilité. Pouvoir compter et évaluer la valeur des nombres pourrait offrir un avantage adaptatif pour la survie», déclare Perry. «Je ne vois pas pourquoi [les abeilles] ne pourraient pas. Mais ces expériences doivent être répétées et l'interprétation vérifiée pour arriver à cela. "
Dyer reste optimiste quant à la validité des résultats de son équipe. Il dit également que cette recherche suggère que la capacité de conceptualiser le zéro pourrait être plus courante que nous le pensons - les anciens humains, postulait-il, avait probablement le potentiel de traitement zéro, sur le plan cognitif.
«Certaines de nos anciennes cultures humaines semblent n'avoir jamais utilisé le concept de zéro… mais lorsque nous examinons des espèces animales, nous constatons que leur cerveau est capable de traiter ces informations», explique Dyer. «Les civilisations si anciennes possédaient un cerveau capable de traiter zéro. C'était juste quelque chose sur la façon dont leur culture a été mise en place; ils n'étaient pas tellement intéressés à penser aux séquences de nombres. "
Une implication pratique pour la recherche réside dans le développement de l'intelligence artificielle; Dyer pense que l'ingénierie inverse du fonctionnement des cerveaux d'animaux tels que les abeilles pourrait nous aider à améliorer les capacités des esprits artificiels. Mais la première étape consiste à étudier les processus cérébraux à l'origine de cette capacité.
«Nous sommes à l'aube d'essayer de comprendre le concept du zéro et comment notre cerveau pourrait le coder», a-t-il déclaré. «Cette étude a produit des données comportementales de haute qualité, à partir desquelles vous pouvez tirer des conclusions. Mais nous ne savons pas exactement quels sont les réseaux de neurones en jeu. Nous espérons pouvoir y parvenir. "
