La vitesse détermine les "meneurs" et les meneurs déterminent l'apprentissage pendant les vols en groupe.

"Speed determines leadership and leadership determines learning during pigeon flocking"

La vitesse détermine les "meneurs" et les meneurs déterminent l'apprentissage pendant les vols en groupe.

http://www.cell.com/current-…/fulltext/S0960-9822(15)01307-X

Publication de Pettit et al., 2015 dans le journal Current Biology. Disponible en ligne gratuitement.

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Avant propos: je vais utiliser deux termes anglais qui, une fois traduit, perdraient un peu de leur sens. Pour vous aider à appréhender cet article, ayez bien à l'esprit que le terme "Leadership" va désigner un pigeon qui prend des décisions pendant le vol, décisions qui seront appliqués par le groupe (cela peut concerner aussi bien la direction que l'altitude ou la route choisie). Le leadership caractérise donc la capacité à mener l'équipe. A l'opposé, nous aurons les "Followers", ceux qui suivent les meneurs et ne prennent pas de décision pour le groupe.

Résumé
Une des questions clé des comportements collectifs est de savoir comment les différences individuels structurent les groupes, affectent le flux d'information et donnent à certains membres plus de poids dans les décisions prises. Cette étude à comparé l'influence relative de chaque pigeon par rapport à la direction prise par le groupe en prenant comme postulat de départ des vols réalisés individuellement.
Le degré de "Leadership" d'un pigeon à été prédit en fonction de la vitesse brute des premiers vols individuels mais pas forcément par rapport à la route la plus directe (un pigeon qui zigue-zague mais qui arrive plus vite sera mieux positionné qu'un pigeon qui vole en ligne droite très lentement).
En testant les pigeons individuellement après une série de vols en groupes, il apparaît que les leaders ont appris des routes plus directes que les followers. Les expériences ont été répétés sur 3 sites différents avec différents groupes de pigeons et les analyses ont montré une certaine constance entre les individus leaders et followers. La hiérarchie en vol pourrait donc être dépendante de la vitesse de base du pigeon.
L'étude à également montré que les leaders apprennent plus vite et deviennent de meilleurs navigateurs même si le leadership n'est pas initialement dû à la capacité de navigation.

Méthodes
40 pigeons ont été utilisés, de 2 à 8 ans, des deux sexes. Ils ont été élevés à la Station d'Expérimentation de l'Université d'Oxford ou transférés à la station dans leur première année. Ils ont été divisés en 4 groupes de 10 pigeons. Les groupes sont restés constants tout au long de l'expérimentation.
Les auteurs ont répétés les même séquences de vols à trois sites de lâcher différents. Tous les pigeons avaient déjà de l'expérience en vols groupés ou individuels. Les 3 sites de lâcher de l'étude ont été différents des sites de lâcher déjà connus des pigeons.
A chaque site, les pigeons ont été d'abord lâchés séparément une fois, suivi par 4 lâchers par groupe de 10, et enfin un deuxième vol solo. Les oiseaux ont été transportés par voiture avec vitres ouvertes afin d'avoir accès aux odeurs aéroportés. Concernant les vols solo, il y a eu entre 10 et 20 min d'attente entre le lâcher de 2 pigeons. Le soleil était visible et la vitesse du vent était en dessous de 8 m/sec.
Tous les pigeons ont été tracés par GPS (un groupe avec des GPS-harnais, les autres avec des GPS sur Velcro, la base du velcro étant collée sur le dos du pigeon). Les loggers (enregistreurs GPS) pèsent 13g.

Résultats
Le premier paramètre testé est de savoir si le degré de leadership d'un pigeon est corrélé avec l'efficacité de son premier vol solo (calculé comme le ratio entre la distance réellement volée et la distance en ligne droite).Le deuxième paramètre a été de tester le leadership en fonction de la vitesse du vol solo. Enfin, les auteurs ont examiné l'impact de la position de leader par rapport à la position de follower en ce qui concerne l'apprentissage lors des vols en groupe.

Leadership et comportement lors du vol retour
Le comportement leader/follower est constant quelques soient les sites de lâcher (publi, r=0.35, Table 1). Il est également constant au sein des groupes à chaque site (r=0.25-0.30).
Pour savoir quel paramètre était le plus judicieux pour définir le leadership, les auteurs ont créés différents modèles mathématiques (je passe les détails) en fonction de l'efficacité du vol solo 1, de l'efficacité du vol solo 2 ou de la vitesse du vol solo 2.

Leadership est position au sein du groupe
Les auteurs ont également montré que les leaders ont tendance à voler devant le reste du groupe. Tout comme le leadership, la moyenne de la position "devant-derrière" est positivement associée avec la vitesse du vol solo.

Efficacité du vol
Les pigeons ont pris des routes plus directes lors des vols groupés que lors des vols solos. L'efficacité moyenne d'un groupe de 10 pigeons augmentent nettement entre le vol solo 1 et le vol en groupe 1. Puis, cette efficacité moyenne diminue entre le vol en groupe 4 et le vol solo 2.
L'efficacité de vol s'améliore avec l'expérience sur un même site de lâcher: entre les deux vols solos, l'efficacité augmente de 0.55 à 0.74, ce qui représente une diminution de distance volée de 23% (Figure 1A, Table 2).
Le premier vol solo est complètement inefficace comparé aux autres vols, en effet, les premiers vols de chaque site font entre 1.1 et 10.3 fois la distance en ligne droite. Entre les différents sites de lâcher, peu de cette variabilité est constante entre les individus (15%, Table 1). Par contraste, l'efficacité du vol solo 2 est significativement constant entre les oiseaux tout comme la vitesse brute.

Discussion
Les résultats montrent de manière certaine que les leaders apprennent plus efficacement que les followers pendant les trajets collectifs. Les pigeons ayant le plus d'influence pendant les vols groupés prennent ensuite des routes plus directes même si lors de leur premier vol solo cela n'était pas le cas. De plus, le degré de leadership d'un pigeon est mieux corrélé avec la vitesse qu'avec l'efficacité de vol (ligne droite).
La corrélation vitesse/leadership rejoint les constats faits dans d'autres études. Les pigeons leaders se trouvant devant les followers du fait de leur vitesse plus rapide, ils ont aussi une plus grande influence sur la direction que prend le groupe. Dans le but de rester dans le groupe, les pigeons plus lents abandonnent le contrôle de la navigation et se consacrent à suivre leurs congénères plus rapides. Toutefois, ce mécanisme ne signifie pas que le leadership est exclusivement dû aux différences de vitesses. En effet, de larges différences en terme d'expérience peuvent influencer le leadership.
Les différences de vitesses nous donnent tout de même une bonne appréciation de la capacité à mener des pigeons:
-Le leadership est constant à travers le temps
-Il est similaire que ce soit en vol de routine autour de la maison, qu'en vol à partir d'un lieu de lâcher
-Le leadership n'est pas affecté par des différences modérés dans l'expérience des lieux de lâcher.
Pour aller plus loin dans la compréhension du leadership dans les groupes nous avons besoin de déterminer comment plusieurs facteurs interagissent pour faire un pigeon plus rapide. En dehors des facteurs morphologiques, il faudrait pouvoir quantifier l'effet de la motivation dans les vols retours.

http://www.cell.com/current-…/fulltext/S0960-9822(15)01307-X