TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
Deborah Gordon: Ce que les fourmis nous apprennent sur le cerveau, le cancer et Internet
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L'écologue Deborah Gordon observe les fourmis partout où elle peut - dans le désert, dans les tropiques ou dans sa cuisine... Dans cet exposé fascinant, elle explique son obsession pour ces insectes dont la plupart d'entre nous se débarrasserait volontiers. Elle défend l'idée que les fourmis nous fournissent un modèle utile pour comprendre de nombreux sujets, dont les maladies, les technologies et le cerveau humain.
Deborah Gordon - Ecologist
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves. Full bio
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves. Full bio
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00:13
I study ants
0
1099
1619
J'observe les fourmis
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
dans le désert,
dans les forêts tropicales,
dans les forêts tropicales,
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
dans ma cuisine
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
et dans les collines de la
Silicon Valley où je vis.
Silicon Valley où je vis.
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
J'ai compris que les fourmis
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
utilisaient les interactions
différemment selon leur environnement,
00:27
in different environments,
6
15517
1828
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
et j'ai pensé qu'il y avait des leçons
00:31
about other systems,
8
19345
1555
à en tirer dans d'autres domaines
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
comme le fonctionnement du cerveau
et les réseaux informatiques,
et les réseaux informatiques,
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
ou même le cancer.
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
Ce que ces systèmes ont en commun,
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
c'est l'absence de gestion centralisée.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
Une colonie de fourmis se compose
de femelles stériles, les ouvrières
de femelles stériles, les ouvrières
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
- ce sont elles que l'on voit -
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
et d'une ou plusieurs reines
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
qui se contentent de pondre des œufs.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
Les reines n'envoient aucune consigne.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
En dépit de leur nom,
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
elles ne donnent d'ordre à personne.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
Dans une colonie de fourmis,
personne ne commande, et,
personne ne commande, et,
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
comme dans tous les systèmes
sans gestion centralisée,
sans gestion centralisée,
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
la régulation s'opère par
des interactions très simples.
des interactions très simples.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
Les fourmis interagissent via l'odorat.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
Elles sentent avec leur antennes,
01:17
and they interact with their antennae,
25
65463
2761
et communiquent avec leurs antennes.
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
68224
3009
Quand une fourmi en touche
une autre avec ses antennes,
une autre avec ses antennes,
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
elle peut, par exemple, savoir
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
si elle est de la même colonie,
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
ainsi que le travail qu'elle
est en train d'accomplir
est en train d'accomplir
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
Ici, on voit des fourmis
qui se déplacent
qui se déplacent
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
et interagissent sur un plateau,
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
relié à deux autres par des tubes.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
Quand une fourmi en rencontre une autre,
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
peu importe de laquelle il s'agit,
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
elles ne se transmettent
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
ni messages compliqués
ni signaux élaborés.
ni signaux élaborés.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
Tout ce qui importe à la fourmi,
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
c'est la vitesse à laquelle elle
rencontre d'autres fourmis.
rencontre d'autres fourmis.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
L'ensemble de ces interactions
01:56
produce a network.
40
104913
2505
forment un réseau.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
Il s'agit du réseau des fourmis
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
que l'on vient juste de voir
évoluer sur le plateau,
évoluer sur le plateau,
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
et c'est ce réseau en mouvement permanent
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
qui est à l'origine du
comportement de la colonie,
comportement de la colonie,
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
amenant toutes les fourmis
à se cacher dans le nid,
à se cacher dans le nid,
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
ou déterminant combien
partiront récolter.
partiront récolter.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
Un cerveau fonctionne de même, mais
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
ce qui est bien avec les fourmis
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
c'est que l'on peut voir le fonctionnement
de l'ensemble du réseau en direct.
de l'ensemble du réseau en direct.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
Il y a plus de 12 000 espèces de fourmis,
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
évoluant dans tous
les milieux imaginables,
les milieux imaginables,
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
et elles utilisent les interactions
de façon différente,
de façon différente,
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
selon les défis spécifiques
de leur environnement.
de leur environnement.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
Un des défis importants
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
pour tout type de système
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
est celui de son coût de fonctionnement,
02:40
to run the system.
57
148680
2265
le minimum nécessaire
pour le faire tourner.
pour le faire tourner.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
Un autre défi est celui des ressources,
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
qu'il faut trouver et collecter.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
Dans le désert, le coût de
fonctionnement est élevé,
fonctionnement est élevé,
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
parce que l'eau manque,
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
et les fourmis moissonneuses
que j'y ai étudiées
que j'y ai étudiées
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
doivent utiliser de l'eau
pour obtenir de l'eau en retour.
pour obtenir de l'eau en retour.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
Une fourmi partie récolter des graines,
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
qui les cherche sous
le soleil brûlant
le soleil brûlant
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
perd de l'eau.
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
Mais la colonie obtient de l'eau
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
en métabolisant les graisses
03:07
that they eat.
69
175397
1934
des graines mangées.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
Dans cet environnement, les
interactions sont utilisées
interactions sont utilisées
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
pour déclencher la récolte :
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
une fourmi ne sort que si elle a eu
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
assez de contacts avec
des fourmis qui reviennent.
des fourmis qui reviennent.
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
On voit ici des fourmis qui reviennent
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
vers le nid et passent dans un tunnel,
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
où elles rencontrent
des fourmis qui sortent.
des fourmis qui sortent.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
Pour la colonie, ces rencontres
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
sont cruciales :
plus il y a de nourriture,
plus il y a de nourriture,
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
plus vite les fourmis la trouve, et
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
plus vite elles reviennent,
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
et plus la colonie envoie de fourmis.
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
Ce système fonctionne
en restant à l'arrêt -
en restant à l'arrêt -
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
sauf si quelque chose
de positif arrive.
de positif arrive.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
Les interactions servent donc à
déclencher l'envoi de moissonneuses.
déclencher l'envoi de moissonneuses.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
Nous nous sommes intéressés à
l'évolution de ce système.
l'évolution de ce système.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
Il y a des variations.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
Il s’avère que les
colonies sont différentes.
colonies sont différentes.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
Les jours secs,
certaines récoltent moins :
certaines récoltent moins :
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
chacune a sa manière propre
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
de gérer le compromis
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
entre, d'un côté, dépenser de
l'eau pour chercher des graines
l'eau pour chercher des graines
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
et, de l'autre, obtenir
de l'eau via les graines.
de l'eau via les graines.
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
Nous essayons de comprendre pourquoi
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
certaines colonies récoltent moins,
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
en comparant les fourmis à des neurones,
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
et en utilisant des modèles
des neurosciences.
des neurosciences.
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
Un neurone s'active
en réponse aux stimulus
en réponse aux stimulus
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
envoyés par d'autres neurones.
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
De la même manière, une fourmi
décidera ou non de récolter
décidera ou non de récolter
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
en réponse aux
signaux d'autres fourmis.
signaux d'autres fourmis.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
Nous cherchons s'il
pourrait y avoir
pourrait y avoir
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
de petites différences entre les colonies
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
quant au nombre
d'interactions nécessaires
d'interactions nécessaires
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
avant qu'une fourmi
n'aille récolter,
n'aille récolter,
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
car une colonie dans ce cas
récolterait moins.
récolterait moins.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
Une problématique similaire
existe pour le cerveau.
existe pour le cerveau.
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
Nous parlons du cerveau,
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
mais, bien sûr, chaque cerveau
est légèrement différent,
est légèrement différent,
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
et pour certaines personnes,
04:41
or some conditions
110
269649
1319
ou certaines conditions,
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
les neurones, en raison de
leurs propriétés électriques,
leurs propriétés électriques,
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
pourraient ne s'activer qu'en présence
de stimulus plus importants,
de stimulus plus importants,
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
avec, par conséquent, des différences
dans le fonctionnement du cerveau.
dans le fonctionnement du cerveau.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
Pour aborder les questions
de biologie évolutive,
de biologie évolutive,
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
nous devons connaître le succès
reproductif des colonies.
reproductif des colonies.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
Il s'agit d'un schéma du site
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
où j'ai suivi les colonies
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
de fourmis moissonneuses pendant 28 ans,
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
soit à peu près la durée
de vie d'une colonie.
de vie d'une colonie.
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
Chaque symbole représente une colonie,
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
et sa taille indique le
nombre de ses colonies filles.
nombre de ses colonies filles.
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
En tirant parti de
variations génétiques,
variations génétiques,
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
nous avons pu relier
colonies filles et parentes
colonies filles et parentes
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
c'est-à-dire déterminer quelles colonies
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
ont été fondées par une fille
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
engendrée par telle
ou telle colonie mère.
ou telle colonie mère.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
Ce qui a été exceptionnel pour moi
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
fut de découvrir, après toutes
ses années, que la colonie 154,
ses années, que la colonie 154,
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
que je connais bien,
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
est arrière-grand-mère.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
Voici sa colonie fille,
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
ici sa petite-fille,
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
et là ses arrières-petites-filles.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
Ce faisant, j'ai appris
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
que les colonies filles
ressemblent à leurs parentes
ressemblent à leurs parentes
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
dans leur choix de récolter ou non
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
lors d'une journée torride,
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
alors même qu'elles vivent si éloignées
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
que leurs fourmis
ne se rencontrent jamais :
ne se rencontrent jamais :
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
les fourmis de la colonie fille
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
n'ont pas pu l'apprendre
de la colonie mère.
de la colonie mère.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
L'étape suivante consistera
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
à regarder les variations génétiques
derrière cette ressemblance.
derrière cette ressemblance.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
Je me suis dit : « Très bien,
qui s'en sort le mieux ? »
qui s'en sort le mieux ? »
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
Sur la durée de l'observation,
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
surtout les 10 dernières années,
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
une sécheresse violente
et croissante a frappé
et croissante a frappé
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
le sud-ouest des États-Unis,
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
et il s'est avéré que les
colonies qui préservent l'eau,
colonies qui préservent l'eau,
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
qui ne sortent pas quand
il fait vraiment chaud dehors,
il fait vraiment chaud dehors,
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
qui ne vont donc pas récolter
le maximum de nourriture,
le maximum de nourriture,
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
sont celles les plus susceptibles
d'avoir des colonies filles.
d'avoir des colonies filles.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
Je pensais que la colonie 154
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
était du côté des perdantes
car, les jours très secs,
car, les jours très secs,
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
elle ne récoltait qu'à peine,
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
alors que les autres colonies
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
sortaient, et récoltaient beaucoup,
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
mais, en fait, la colonie 154
est une grande réussite.
est une grande réussite.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
C'est une chef de famille.
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
C'est une des rares
arrière-grand-mère du site
arrière-grand-mère du site
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
A ma connaissance, c'est la première fois
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
qu'a pu être observée
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
l'évolution d'un comportement collectif
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
d'une population animale
en milieu naturel,
en milieu naturel,
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
et pu être mis ainsi à jour ce qui
fonctionne, de fait, le mieux.
fonctionne, de fait, le mieux.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
Internet utilise un algorithme
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
pour réguler les flux de données
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
qui est très proche de celui
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
que les fourmis
utilisent pour réguler
utilisent pour réguler
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
les flux de moissonneuses.
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
On ne devrait plus parler de la Toile...
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
... mais de la Fourmilière.
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(Applaudissements)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
Ainsi, un ordinateur ne
transmet des données
transmet des données
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
que si un signal indique qu'il y a
assez de bande passante
assez de bande passante
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
pour les acheminer.
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
Quand, au début d'Internet,
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
les coûts de fonctionnement
étaient très élevés,
étaient très élevés,
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
et qu'il était très important
de ne pas perdre de données,
de ne pas perdre de données,
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
le système s'est organisé
pour que ce soit
pour que ce soit
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
les interactions qui
activent le flux de données.
activent le flux de données.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
Il est intéressant que
les fourmis utilisent
les fourmis utilisent
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
un algorithme aussi proche que
celui que nous avons inventé,
celui que nous avons inventé,
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
mais ce n'est qu'un des rares algorithmes
07:53
that we know about,
185
461439
1419
que nous connaissons,
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
alors que les fourmis ont
eu 130 millions d'années
eu 130 millions d'années
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
pour en développer
de nombreux autres,
de nombreux autres,
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
et il y a de grandes chances
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
pour que certaines des
12 000 autres espèces
12 000 autres espèces
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
disposent d'algorithmes intéressants
08:06
for data networks
191
474837
1024
pour les réseaux
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
auxquels nous n'avons pas encore pensé.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
Que se passe-t-il quand les coûts
de fonctionnement sont faibles?
de fonctionnement sont faibles?
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
Ils le sont sous les tropiques,
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
grâce à l'humidité, qui permet aux fourmis
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
de sortir récolter sans aucune peine.
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
Mais les fourmis y sont
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
si nombreuses et si variées,
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
que la compétition y est intense.
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
Quand une espèce utilise une ressource,
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
il est très probable qu'une
autre espèce l'utilise aussi
autre espèce l'utilise aussi
08:31
at the same time.
202
499543
2379
au même moment.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
Dans ce type de milieu, les
interactions sont utilisées
interactions sont utilisées
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
de façon opposée.
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
Le système tourne, sauf si
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
quelque chose de négatif arrive.
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
Une espèce que j'étudie fait des tours
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
dans les arbres de fourmis moissonneuses,
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
des allers-retours du nid
à la source de nourriture,
à la source de nourriture,
08:48
just round and round,
210
516731
1329
continuellement, sauf si
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
un événement négatif arrive,
08:51
like an interaction
212
519502
1609
par exemple un contact
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
avec une fourmi d'une autre espèce.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
Voici un exemple de
défense chez les fourmis.
défense chez les fourmis.
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
Au milieu, une fourmi
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
bloque l'entrée du nid avec sa tête,
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
en réponse aux contacts avec
les fourmis d'une autre espèce,
les fourmis d'une autre espèce,
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
les petites que l'on voit autour,
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
avec leurs abdomens pointés vers le haut.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
Mais dès que la menace est passée
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
l'entrée s'ouvre de nouveau,
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
et, peut-être, il y a des cas
09:17
in computer security
223
545102
1089
en sécurité informatique
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
où les coûts de fonctionnement
sont assez bas
sont assez bas
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
pour que l'on puisse simplement bloquer
un accès temporairement,
un accès temporairement,
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
en réponse à une menace immédiate,
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
avant de l'ouvrir de nouveau,
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
plutôt que de construire
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
un pare-feu permanent ou une forteresse.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
Un autre défi
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
que rencontre tout système
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
est celui des ressources,
qu'il faut trouver et collecter.
qu'il faut trouver et collecter.
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
Les fourmis résolvent le problème
de la recherche collective,
09:44
of collective search,
234
572000
1258
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
un problème de grande importance
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
en robotique,
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
parce que nous avons compris que,
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
plutôt que d'envoyer un seul
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
robot sophistiqué et coûteux
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
pour explorer une planète
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
ou un bâtiment en flammes,
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
il était plus efficace
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
de réunir plusieurs robots moins coûteux
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
échangeant entre eux
des informations basiques,
des informations basiques,
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
de la même manière que les fourmis.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
La fourmi, invasive, d'Argentine
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
met en place des réseaux
de recherche extensibles.
de recherche extensibles.
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
Elle traite efficacement
le principal problème
le principal problème
10:17
of collective search,
249
605832
1331
de la recherche collective,
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
qui est le compromis à trouver entre
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
rechercher minutieusement
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
et couvrir le plus de terrain possible.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
En pratique,
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
quand elles sont nombreuses
dans un petit espace,
dans un petit espace,
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
chacune recherche très minutieusement,
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
parce qu'il y a une autre fourmi
10:32
searching over there,
257
620181
1357
juste à côté,
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
mais quand il y a peu de fourmis
10:35
in a large space,
259
623185
2055
dans un large espace,
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
chacune allonge son parcours
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
pour couvrir plus de terrain.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
Je pense que leurs interactions
servent à estimer la densité.
servent à estimer la densité.
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
Quand l'espace est bondé,
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
elles se rencontrent
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
plus souvent, et cherchent
plus minutieusement
plus minutieusement
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
Des espèces différentes doivent utiliser
des algorithmes différents,
des algorithmes différents,
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
car chacune a évolué pour s'occuper
10:55
different resources,
268
643129
1671
de ressources différentes,
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
et il serait très utile de le savoir.
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
Nous avons demandé à des fourmis
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
de résoudre le problème
de la recherche collective
de la recherche collective
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
dans l'environnement extrême
11:04
of microgravity
273
652819
1558
qu'est la micropesanteur,
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
dans la Station Spatiale Internationale.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
Voyant cette photo, j'ai pensé :
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
« Oh non, ils l'ont mis
à la verticale ! »,
à la verticale ! »,
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
avant de réaliser que, bien sûr,
c'était sans importance.
c'était sans importance.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
L'idée, c'est que les fourmis
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
fassent tant d'efforts pour s'accrocher
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
au mur ou, si vous préférez, au plafond,
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
qu'elles ont moins
de chances d'interagir,
de chances d'interagir,
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
et que le lien entre
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
densité et fréquence des rencontres
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
soit perturbé.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
Nous analysons les données.
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
Je n'ai pas encore les résultats.
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
Mais il serait intéressant de savoir
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
comment d'autres espèces
règlent ce problème
règlent ce problème
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
dans différents milieux du monde.
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
Nous créons un programme
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
pour encourager les
enfants du monde entier
enfants du monde entier
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
à faire cette expérience
avec différentes espèces.
avec différentes espèces.
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
C'est très simple.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
Le matériel nécessaire est peu coûteux.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
Et, ainsi, nous pourrions
créer une carte mondiale
créer une carte mondiale
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
des algorithmes de recherche
collective des fourmis.
collective des fourmis.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
Je pense qu'il est probable
que les espèces invasives,
que les espèces invasives,
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
celles qui viennent dans nos bâtiments,
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
soient très douées pour ça,
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
car, si elles sont dans votre cuisine,
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
c'est parce qu'elles sont douées
pour trouver à boire et à manger.
pour trouver à boire et à manger.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
La ressource la plus connue des fourmis,
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
c'est un pique-nique,
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
et il s'agit d'une ressource concentrée.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
S'il y a un fruit,
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
il est probable qu'il y en ait
un autre à côté,
un autre à côté,
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
et les fourmis spécialisées
dans les ressources concentrées
dans les ressources concentrées
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
utilisent les interactions pour recruter.
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
Quand l'une croise une autre,
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
ou tombe sur une substance
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
déposée sur le sol par une autre,
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
elle change alors de direction,
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
suit celle de l'interaction,
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
et vous avez des fourmis en file indienne
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
partageant votre pique-nique.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
Je pense que l'on aurait ici
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
quelque chose à apprendre
des fourmis sur le cancer.
des fourmis sur le cancer.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
Bien sûr, on peut faire beaucoup
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
pour éviter le cancer,
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
en interdisant aux gens de répandre
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
ou de vendre les toxines qui favorisent
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
le développement du cancer dans nos corps,
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
mais je ne pense pas
que l'on puisse là s'inspirer
que l'on puisse là s'inspirer
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
des fourmis, car elles n'empoisonnent
jamais leur propre colonie.
jamais leur propre colonie.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
Mais on peut s'en inspirer
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
pour le traitement du cancer.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
Il y a de nombreux types de cancer.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
Chacun commence dans un
endroit particulier du corps,
endroit particulier du corps,
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
avant, pour certains, de se répandre
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
- de métastaser- vers d'autres tissus,
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
où ils obtiennent les ressources
dont ils ont besoin.
dont ils ont besoin.
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
Si l'on se met à la place
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
de métastases de cellules cancéreuses,
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
qui cherchent autour d'elles
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
les ressources dont elles ont besoin,
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
si ces ressources sont concentrées,
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
elles utilisent probablement
les interactions pour recruter,
les interactions pour recruter,
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
et si nous pouvons comprendre
comment ces cellules recrutent,
comment ces cellules recrutent,
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
alors, peut-être, nous
pourrions mettre des pièges
pourrions mettre des pièges
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
pour les attraper avant
qu'elles ne soient bien installées.
qu'elles ne soient bien installées.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
Les fourmis utilisent donc les
interactions de différentes façons,
interactions de différentes façons,
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
dans une grande variété de milieux,
et elles peuvent nous aider à comprendre
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
d'autres systèmes qui fonctionnent
13:47
without central control.
345
815010
2337
sans gestion centralisée.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
En n'utilisant que
des interactions simples,
des interactions simples,
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
les colonies de fourmis ont pu
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
réaliser des choses incroyables
pendant plus de 130 millions d'années.
pendant plus de 130 millions d'années.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
Nous avons beaucoup à apprendre d'elles.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
Merci.
14:01
(Applause)
351
829632
2733
(Applaudissements)
ABOUT THE SPEAKER
Deborah Gordon - EcologistBy studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves.
Why you should listen
Ecologist Deborah M. Gordon has learned that ant colonies can work without central control by using simple interactions like how often the insects touch antennae. Contrary to the notion that colonies are organized by efficient ants, she has instead discovered that evolution has produced “noisy” systems that tolerate accident and respond flexibly to the environment. When conditions are tough, natural selection favors colonies that conserve resources.
Her studies of ant colonies have led her and her Stanford colleagues to the discovery of the “Anternet,” which regulates foraging in ants in the same way the internet regulates data traffic. But as she said to Wired in 2013, "Insect behavior mimicking human networks ... is actually not what’s most interesting about ant networks. What’s far more interesting are the parallels in the other direction: What have the ants worked out that we humans haven’t thought of yet?" Her latest exploration: How do ants behave in space?
Deborah Gordon | Speaker | TED.com