Comment les abeilles indiquent-elles l'emplacement des fleurs par la danse en 8 ?
Convertir l'angle du Soleil en orientation du corps
Quand une abeille a trouvé de belles fleurs, elle rentre à la ruche et se met à danser dans le noir complet, le corps frémissant, en dessinant un 8. Sans carte ni langage, comment cette seule « danse » peut-elle guider ses compagnes jusqu'aux fleurs avec précision ?
Dans la ruche obscure, il n'y a ni carte, ni moyen de voir le paysage extérieur. Pourtant, les abeilles qui ont regardé la danse, une fois dehors, volent droit vers la direction des fleurs.
Comment l'abeille transforme-t-elle en mouvements du corps deux informations invisibles, la « direction » et la « distance » ?
On pense que l'inclinaison de la partie rectiligne, au centre de la danse (l'angle par rapport au « haut » dans la ruche), correspond à l'angle entre la direction du Soleil et celle des fleurs.
On admet que plus l'abeille frétille longtemps en avançant tout droit, plus les fleurs sont loin.
Voyons tour à tour comment l'angle donne la direction, et comment la durée donne la distance.
Pourquoi l'angle de la danse exprime l'angle entre le Soleil et les fleurs
Il fait noir dans la ruche : l'abeille ne peut pas voir le Soleil lui-même. On pense donc qu'elle utilise le « haut », contre la gravité, sur le rayon, à la place de la direction du Soleil. Si les fleurs sont à 40 degrés à droite de la direction du Soleil, l'abeille danse avec la partie rectiligne inclinée de 40 degrés vers la droite à partir du « haut » du rayon. Dans l'obscurité, les autres abeilles lisent cette orientation du corps (la direction des vibrations) en la percevant avec leurs antennes, depuis l'arrière.
Le Soleil se déplace dans le ciel au fil des heures. On pense que l'abeille corrige ce mouvement grâce à son horloge interne et met à jour l'angle de sa danse en continu. C'est ce qui expliquerait qu'on observe des abeilles qui dansent longtemps changer peu à peu d'angle en cours de route.
Pourquoi la durée de la danse exprime la distance
On admet que la durée de la partie où l'abeille avance en frétillant (le « waggle run ») augmente avec la distance des fleurs. Danse courte pour des fleurs proches, danse longue pour des fleurs lointaines. Grâce à cette relation, on peut retrouver la distance approximative à partir de la durée de la danse.
Elle convertit la « direction » et la « distance », invisibles, en informations que le corps peut exprimer : un angle et une durée.
Ce que vous pouvez vérifier vous-même
- Sur une feuille, dessinez un point pour l'entrée de la ruche et, à partir de là, une flèche verticale vers le haut (à la place du Soleil).
- Depuis l'entrée, marquez la position des « fleurs » dans la direction de votre choix.
- Sur une autre feuille, tracez la « partie rectiligne de la danse » avec le même angle que celui formé par l'entrée et la flèche du Soleil.
- Vérifiez que l'angle du monde extérieur est transposé tel quel en angle sur le papier.
Dans l'obscurité, l'abeille fait, pense-t-on, exactement ce travail : remplacer un angle extérieur par une autre référence.
Pour résumer
La danse en 8 des abeilles n'est pas une simple expression d'excitation. On pense qu'elle convertit l'angle entre le Soleil et les fleurs en une inclinaison du corps, prenant le « haut » du rayon pour référence, et convertit la distance en durée de frétillement. Même dans la ruche obscure, ces deux seules informations suffisent aux compagnes pour trouver précisément les fleurs.
L'abeille ne dessine pas une carte.
Elle fait de son propre corps un instrument qui indique direction et distance.
Autre exemple d'information transmise par le corps : l'article sur les fourmis, qui forment des colonnes en suivant une piste odorante. Le principe de l'orientation grâce à la position du Soleil est aussi expliqué dans l'article sur les oiseaux migrateurs.
Pour aller plus loin : termes, chiffres et lien avec les manuelsDu collège aux sujets de recherche en cours, le niveau est toujours indiqué
- CollègeNiveau du programme de sciences au collège
- LycéeNiveau du programme de « biologie de base » au lycée
- Lycée+Contenu approfondi ou encadré des manuels de lycée
- UniversitéMatière spécialisée universitaire (éthologie), non vue au lycée
- RechercheSujets que les chercheurs étudient encore, non enseignés comme acquis, même à l'université
CollègeVocabulaire : les mots de la danse des abeilles
- Danse en 8 (waggle dance) : comportement d'une abeille qui a trouvé des fleurs et qui, dans la ruche, transmet direction et distance.
- Partie rectiligne (waggle run) : partie centrale du 8, où l'abeille avance tout droit en frétillant. C'est là que se concentrent les informations de direction et de distance.
LycéeVérifier par la formule : retrouver la direction réelle à partir de l'angle de la danse
À partir de l'angle sur le rayon, nous calculons la direction réelle des fleurs, en prenant pour référence la direction du Soleil.
direction des fleurs = direction du Soleil + angle de la danse (sens horaire positif à partir du haut)
| Direction du Soleil | Au moment de l'observation : 120 degrés dans le sens horaire à partir du nord géographique |
| Angle de la danse | 40 degrés dans le sens horaire à partir du « haut » du rayon |
| Direction des fleurs | 120 ＋ 40 ＝ 160 |
| Résultat | Direction à 160 degrés dans le sens horaire à partir du nord géographique |
Comme une partie rectiligne plus longue désigne des fleurs plus lointaines, nous cherchons un ordre de grandeur de la distance. Nous utilisons ici la relation indicative souvent citée : environ 750 m de plus par seconde de durée.
| Durée | 4 secondes |
| Distance approximative (m) | 750 × 4 ＝ 3000 |
| Conversion en km | 3000 ÷ 1000 ＝ 3 |
| Résultat | Des fleurs à environ 3000 m (3 km) |
※ La relation entre durée et distance varie selon l'espèce et les conditions de vol. La valeur de 750 m n'est donnée que pour aider à comprendre le mécanisme.
160 degrés correspondent à une direction presque plein sud, un peu vers l'ouest, à partir du nord. L'abeille qui regarde la danse ne fait pas ce calcul de tête : on pense qu'elle reporte directement, dans sa direction de vol, l'angle perçu par son corps. Si l'on connaît la direction du Soleil, on peut retrouver celle des fleurs à partir de l'angle de la danse : la formule le confirme aussi.
Lycée+Relation approximative entre durée de la danse et distance
Plusieurs études rapportent que la durée de la partie rectiligne (waggle run) augmente avec la distance. Le rapport exact varie selon l'espèce d'abeille et les conditions de vol du jour (vent, etc.) : la valeur n'est jamais tout à fait la même. Mais la tendance générale, « plus la danse est longue, plus les fleurs sont loin », est largement confirmée.
UniversitéTester le « langage de la danse » en éthologie
En éthologie, la question de savoir si la danse des abeilles sert vraiment à transmettre direction et distance a été un thème de recherche pendant des décennies. Au milieu du XXe siècle, les travaux qui en ont montré systématiquement le sens ont reçu le prix Nobel, mais l'objection selon laquelle les abeilles chercheraient les fleurs grâce à la seule odeur, et non aux informations de la danse, a longtemps persisté. Dans les années 2000, des expériences suivant le vol réel des abeilles avec un mini-radar ont confirmé, dit-on, que les abeilles volent effectivement vers l'endroit indiqué par la direction et la distance lues dans la danse.
RechercheCe qui reste incertain
- Dans quelle mesure la danse contient des informations autres que direction et distance (qualité ou espèce des fleurs, etc.) avec précision : la recherche se poursuit.
- Comment, dans l'obscurité, les autres abeilles lisent précisément les vibrations de la danse : les mécanismes sensoriels détaillés sont encore en cours d'élucidation.
- La proportion de compagnes qui utilisent réellement l'information de la danse pour aller butiner, ainsi que la répartition entre cet usage et la recherche autonome sans information, font aussi l'objet de recherches en écologie comportementale.
Même la danse d'une minuscule abeille recèle un sujet riche, à la croisée de l'éthologie et des sciences de l'information, toujours étudié aujourd'hui.
Lien avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière / chapitre | Où dans cet article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences : comportement animal | Danse en 8, termes de base de la partie rectiligne |
| Lycée | Biologie de base : comportement animal (approfondissement) | Calcul des angles |
| Lycée+ | Biologie : comportement et information (approfondissement) | Relation entre durée de la danse et distance |
| Université | Éthologie | Test du langage de la danse, expériences de suivi radar |
| Recherche | Écologie comportementale (en cours) | Informations supplémentaires, mécanismes sensoriels, différences individuelles d'usage de l'information |
- Travaux classiques de von Frisch, K. sur le langage de la danse des abeilles.
- Explications, dans des ouvrages d'éthologie, sur la correspondance entre l'angle et la distance de la danse en 8.
- Synthèse de recherches sur le suivi du vol des abeilles par mini-radar (radar harmonique).
※ Les valeurs de correspondance entre angle ou durée de la danse et direction ou distance ne sont que des repères pour comprendre le mécanisme. Les valeurs réelles varient selon l'espèce et les conditions.
※ Cet article est une explication scientifique grand public. Les valeurs citées sont des estimations et des repères pour comprendre les mécanismes. Les valeurs réelles varient selon l'espèce, l'individu et les conditions d'observation.