Mickaël est plus petit que Sébastien et Sébastien est plus petit que Josselin, donc Mickaël est plus petit que Josselin. Dès 4-5 ans, les enfants sont capables de parvenir à cette conclusion en réalisant ce qu’on appelle une inférence transitive. Ce raisonnement logique a également été démontré chez les animaux vertébrés (singes, rats, oiseaux, poissons). Pour la première fois, une étude vient de mettre en lumière cette capacité de déduction chez un invertébré : la guêpe poliste. On vous raconte comment.

Comme le rappellent les auteurs de la recherche, les espèces animales ayant un comportement social complexe semblent les plus aptes à élaborer des inférences transitives. Chez les invertébrés, cette compétence a déjà été étudiée sans succès chez des abeilles domestiques. Alors que celles-ci évoluent au sein de grandes colonies sociales, cela ne semble apparemment pas suffisant pour que ces insectes aient besoin de faire appel à un certain esprit de déduction. L’une des autres explications avancées serait que les abeilles domestiques disposent d’un petit système nerveux qui limiterait leurs capacités cognitives, les empêchant alors de mener une inférence transitive.

Pour la présente étude, l’équipe de scientifiques de l’Université du Michigan a voulu tester cette hypothèse et a donc choisi les guêpes polistes (dominula et metricus), qui ont un système nerveux et un cerveau de taille similaire aux abeilles (apis mellifera), avec environ un million de neurones. Les premières ont a priori un type de comportement social plus complexe. Les chercheurs indiquent ainsi que les polistes vivent plutôt dans des sociétés coopératives où des reines fondatrices rivalisent entre elles pour former des hiérarchies stables.

Pour tester la capacité des guêpes à générer des inférences transitives, les chercheurs ont utilisé une procédure de formation à cinq éléments. Les insectes ont été entrainés pendant cinq jours avec cinq couleurs (arbitrairement étiquetées A, B, C, D, E). Tout d’abord, on leur a appris à distinguer quatre paires de couleurs (A vs B, B vs C, C vs D et D vs E). Dans chacune de ces paires, une des couleurs était associée à un léger choc électrique et l’autre pas. Le protocole consistait à placer la guêpe au milieu d’un rectangle. L’une des extrémités avait le bon stimulus et l’autre le mauvais. En fait, ce plancher a été électrifié sauf les 2.25 cm les plus proches du stimulus correct. En lui permettant de se « promener » sur ce rectangle, il s’agissait dans diverses situations d’entrainer l’insecte à distinguer le stimulus (la couleur) associé au léger choc électrique de celui qui était indolore. Ensuite, les polistes ont été testées sur de nouvelles paires de couleurs sans entrainement préalable (B vs D ; A vs E). L’idée était la suivante : si les guêpes développent un raisonnement logique en organisant implicitement les stimuli de façon hiérarchique (A>B>C>D>E) et ont recours à l’inférence transitive pour choisir une couleur dans des paires inhabituelles, elles devraient sélectionner la B plus souvent que la D et la A plus fréquemment que la E.

Les résultats de l’expérience montrent que les guêpes ont réinvesti ce qu’elles ont appris de leur entrainement (et elles s’en sont souvenues !), puisqu’elles ont choisi la bonne couleur plus souvent que celle prévue par le hasard. Cette préférence des couleurs A et B fournit une preuve importante que les guêpes polistes sont bien capables de hiérarchiser des stimuli (des couleurs ici) et d’effectuer une inférence transitive pour opter pour le bon stimulus dans un contexte nouveau (de nouvelles paires colorées).

Selon Tibbetts, co-auteure de l’étude : « nous ne disons pas que les guêpes ont utilisé la déduction logique pour résoudre ce problème, mais elles semblent utiliser des relations connues pour faire des inférences sur des relations inconnues. Nos résultats suggèrent que la capacité de comportement complexe peut être façonnée par l’environnement social dans lequel les comportements sont bénéfiques, plutôt que d’être strictement limitée par la taille du cerveau. »