Un code déchiffré dans l'obscurité de la ruche
Lorsqu'une abeille domestique trouve une source de nectar abondante loin de chez elle, elle rentre à la ruche et exécute une étrange séquence de mouvements répétés sur la surface verticale du rayon. Les observateurs ont remarqué ce comportement pendant des siècles sans le comprendre. Celui qui a percé le code est le zoologiste autrichien Karl von Frisch. Au fil d'expériences minutieuses menées pendant des décennies à partir des années 1920, von Frisch a montré que cette « danse » n'est pas une agitation aléatoire, mais un langage symbolique qui indique aux autres abeilles la direction et la distance de la nourriture. Ce fut la première preuve solide qu'un invertébré peut transmettre une information abstraite, et elle a valu à von Frisch une part du prix Nobel de physiologie ou médecine 1973, partagé avec Konrad Lorenz et Nikolaas Tinbergen.
La danse en rond et la danse frétillante
von Frisch a constaté que les ouvrières de retour utilisent deux schémas de mouvement fondamentaux. Si la nourriture est proche de la ruche (grossièrement moins de 50 à 100 mètres), l'abeille tourne en cercles serrés en alternant le sens ; c'est la « danse en rond ». La danse en rond signale seulement « il y a de la nourriture à proximité » et ne porte aucune information de direction ; les abeilles qui la suivent se dispersent dans toutes les directions autour de la ruche pour chercher.
Si la source est plus éloignée, l'abeille passe à la danse frétillante. Cette danse décrit un huit : l'abeille court le long d'une ligne droite en frétillant rapidement de l'abdomen d'un côté à l'autre (la course frétillante), puis revient en demi-cercle au point de départ, parcourt de nouveau la ligne droite et décrit cette fois le demi-cercle dans le sens opposé. Aux distances intermédiaires (environ 25 à 100 mètres), les abeilles exécutent une forme de transition appelée « danse en faucille ». L'information essentielle se trouve dans la course frétillante rectiligne au centre du huit.
La direction : traduire l'angle du soleil en gravité
La caractéristique la plus frappante de la danse frétillante est sa façon de coder la direction. L'intérieur de la ruche est sombre et la danse s'exécute sur un rayon vertical ; l'abeille ne peut donc pas simplement pointer vers le soleil. À la place, elle convertit l'angle par rapport au soleil en un angle par rapport à la gravité.
Si la course frétillante pointe droit vers le haut, la nourriture se trouve exactement dans la direction du soleil. Si la course est inclinée de 40 degrés à droite de la verticale, la nourriture est à 40 degrés à droite de la position actuelle du soleil. Une course dirigée vers le bas indique la direction exactement opposée au soleil. Ainsi l'abeille transforme un repère dans le ciel en une « carte » sur le rayon, et les abeilles qui la suivent inversent la même transformation pour trouver le bon cap à l'extérieur.
La distance : durée du frétillement et tempo de la danse
La distance est codée dans la durée de la course frétillante. Plus la course dure longtemps, plus la nourriture est éloignée. En mesure approximative, environ une seconde de frétillement correspond à un vol de 750 à 1000 mètres ; une course de 2,5 secondes décrit par exemple une distance d'environ 2 600 mètres.
von Frisch a aussi mesuré le « tempo » de la danse : pour les sources proches, l'abeille accomplit davantage de circuits en huit dans un temps donné, c'est-à-dire qu'elle danse plus vite. Meilleure est la qualité de la source, plus la danse devient vive et insistante, ce qui recrute davantage d'abeilles vers cette source. L'abeille estime probablement la distance parcourue d'après le flux d'images qui défile devant ses yeux pendant le vol (flux optique).
Comment les autres abeilles reçoivent le message dans le noir
Comme l'intérieur de la ruche est plongé dans l'obscurité totale, les abeilles qui suivent la danse ne la voient pas. Elles se tiennent juste derrière et à côté de la danseuse et « sentent » la danse en la touchant de leurs antennes. Pendant la course frétillante, les muscles alaires de l'abeille produisent de faibles sons et des courants d'air qui pulsent environ 200 à 300 fois par seconde ; les suiveuses détectent ces vibrations grâce à des organes sensoriels situés sur leurs antennes. La danseuse partage aussi le parfum floral rapporté de la source et de petits échantillons de nectar, si bien que l'abeille suiveuse apprend non seulement la direction et la distance, mais aussi l'odeur de la fleur à chercher.
La boussole solaire, les dialectes et un débat scientifique
Comme le soleil se déplace dans le ciel de 15 degrés par heure en moyenne, l'horloge interne de l'abeille corrige en permanence l'angle de la danse ; même une abeille qui a longtemps attendu dans la ruche donne l'angle à jour. Quand le soleil est derrière les nuages, les abeilles s'orientent d'après le motif de lumière polarisée dans les régions bleues du ciel.
Différentes espèces et races d'abeilles domestiques codent la distance sur des « échelles » légèrement différentes ; von Frisch et son élève Martin Lindauer ont appelé cela des « dialectes » d'abeilles. Dans les années 1960, certains chercheurs comme Adrian Wenner ont douté du langage dansé et soutenu que les abeilles ne faisaient en réalité que suivre l'odeur. Les années suivantes, le débat a été largement tranché en faveur de von Frisch grâce à des expériences avec des abeilles robotisées et à des études suivant les trajectoires de vol des abeilles au radar.
Pourquoi la danse frétillante est importante
La danse frétillante est l'un des rares exemples d'un animal non humain décrivant un point de l'espace au moyen de symboles abstraits. Une colonie combine l'information partagée par des centaines de danseuses pour localiser rapidement les parcelles de fleurs les plus productives autour d'elle, et met à jour cette « carte » à mesure que les ressources changent. C'est pourquoi la danse est à la fois un jalon pour la recherche sur la communication et la cognition animales et une source de données vivante pour les écologistes qui veulent comprendre comment les paysages agricoles influent sur les colonies d'abeilles.