En milieu naturel, la vie en société implique que de nombreuses actions, activités ou décisions soient réalisées en groupe. Dans la littérature, nous retrouvons un certain nombre de définitions concernant ces décisions collectives, mais très peu de travaux se sont intéressés aux mécanismes gouvernant l'apparition de ces formes de coopération. En particulier, l'étude d'espèces d’arthropodes sociaux ou grégaires a été délaissée au profit des espèces eusociales et des groupes de vertébrés. <p><p>Ce travail de thèse repose sur un ensemble d'expériences et de modélisations destinées à approfondir notre compréhension des mécanismes gouvernant les décisions collectives chez les insectes grégaires. Pour mener à bien ce travail, nous avons quantifié les réponses individuelles et collectives chez la blatte Periplaneta americana, dans un milieu caractérisé par la présence de sites de repos (de qualité identique ou différente). Il s'agit de comprendre et de caractériser les différentes dynamiques qui, sur base des préférences individuelles pour les différents sites de repos et des interactions sociales, permettent à l'échelle de la population l'émergence d’un choix collectif, et au niveau individuel, à l’exploitation optimale de son environnement. <p><p>Nos résultats ont montré que malgré l'absence de communication ou de perception à longue distance (ex :orientation visuelle, phénomènes de suivi de piste), sans comparaison ni connaissance parfaite du milieu (ex :la localisation et le nombre d’abris ou de congénères) les blattes sont capables de discriminer collectivement entre des alternatives spatialement dispersées et de faire le meilleur choix (associé au maintien de la cohésion). Ce phénomène de choix collectif est un sous-produit des différentes dynamiques agrégatives gouvernées par les compétitions entre processus d’amplification et permet au groupe de résoudre un problème qui est au-dessus des capacités individuelles. Dans nos expériences, cela se manifeste par une double augmentation en fonction de la taille du groupe: (1) un individu tend à s'installer plus souvent dans un site de repos et (2) un individu a plus de chances de se retrouver sous le site de repos optimal. Une analyse plus fine des comportements individuels, rendue possible par l'utilisation de la RFID, a montré qu’au sein des blattes, deux stratégies existaient: les initiateurs et les explorateurs. Enfin, l'utilisation de robots (sociétés mixtes blattes/robots) nous a permis de valider notre modèle théorique mais aussi d’introduire artificiellement des conflits d'intérêt entre les membres du groupes :la présence de ces individus clefs peut modifier la réponse collective de manière dramatique.<p><p>Après avoir comparé nos travaux avec la littérature actuelle, nous avons discuté de la valeur générique de tels processus agrégatifs, prérequis essentiel pour la coordination et la synchronisation des activités des individus. L'agrégation constitue une des conditions nécessaires et indispensables à l'apparition d’une vie sociale permettant le développement d’une coopération plus élaborée.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Thesis (Ph. D.)--University of California, Riverside, 2010. / Includes abstract. Available via ProQuest Digital Dissertations. Title from first page of PDF file (viewed May 18, 2010). Includes bibliographical references. Also issued in print.

In this thesis, we used the American cockroach study the relationship between animal personality and collective behaviour. These questions do not only regard domiciliary cockroaches or insects; in fact, the questions we discuss here have a large scope and concern most of the known gregarious species distributed in several taxa. One of our aims is to develop general tools, methods and analyses that could be used for the study of collective behaviour.We show evidence of personality in several behavioural traits and different contexts in the American cockroach. These behavioural differences were observed in a context without social interactions during the daytime (isolated condition) and nighttime (solitary exploration behaviour) and in a social context (rate of joining a shelter and sheltering time). Based on the short-term experiments, this personality can be understood as differences in the probability of joining a shelter. We show that the behavioural variability existing in a population of domiciliary cockroaches is very high. The composition of personalities within a group can lead to group personality – consistent differences in group behaviour. For instance, groups composed of different behavioural profiles show different collective dynamics. Regarding the long-term experiments, our results show that the individuals that were aggregated at a site that was repeatedly disturbed by a lighting stimulus during their resting period showed slow migration to a new shelter, which allowed the initial aggregation site to remain the site of choice for a few days. Moreover, the disturbance regime did not influence the group's global activity rhythm. At the individual level, we observed interindividual differences (personalities) in terms of their position prior to the disturbance but not for the different steps of the fleeing behaviour itself. In addition, we show that thigmotaxis affects the reaction time to the disturbance: individuals near the walls of the shelter react more slowly thanindividuals in the centre. Finally, an approach coupling modelling and experimental data shows that behavioural variability plays a secondary role during migration dynamics, thus highlighting the plasticity of personality traits depending on the context. / Un des comportements collectifs les plus répandus, qu’il s’agisse de vertébrés (mammifères, oiseaux, poissons), d’insectes ou encore de bactéries, est la tendance des individus à se regrouper. Les causes proximales de ces rassemblements ou agrégats, c'est-à-dire les mécanismes à leur origine, ont retenu moins d’attention que l’étude des causes ultimes. De plus, dans la plupart des études portant sur les processus d’agrégation, notamment chez notre organisme modèle, la blatte, la diversité des comportements individuels est souvent sous-estimée ou ignorée. L’objectif de cette thèse est l’étude du rôle des différences interindividuelles, également connues comme personnalité animale ou syndromes comportementales, dans les processus de prise de décision collective et notamment la formation des agrégats.Pour cela, nous avons utilisé des groupes de mâles de la blatte américaine Periplaneta americana. Ces insectes peuvent s’agréger dans un ou plusieurs abris et présenter des différences dans leur réponse au milieu, aux conspécifiques et dans le partage de l’information. Dans le cadre de prises de décisions collectives, nous avons mis en évidence une personnalité individuelle mais également au niveau du groupe. Celles-ci se manifestent dans la recherche d’un abri dont certains individus jouent un rôle clef. Nous avons montré que les groupes présentent une stabilité qui est observable au niveau de la dynamique d'agrégation et qui dépend de la distribution des personnalités au sein de ceux-ci. De plus, nous remarquons que ces différences de personnalités au sein des groupes affectent la prise de décision collective, notamment la vitesse du choix et le nombre total d’individus abrités. De manière surprenante, la composition des groupes n’affecte pas la probabilité que ceux-ci atteignent un consensus: la majorité des blattes étant agrégées sous le même abri.Concernant les influences croisées entre l’effet sociale et la personnalité des blattes, nous montrons que les effets sociaux tendent à supprimer les différences inter-individuelles et créent une corrélation entre le comportement de chaque individu et le comportement du groupe. De plus, nous observons que la présence de différentes personnalités dans un groupe augmente les amplifications sociales, celles-ci étant dues aux interactions entre les membres du groupe. Finalement, nous abordons la question du rôle de la personnalité sur le comportement de fuite lors des perturbations lumineuses et sur la dynamique d’émigration quand le site de repos est régulièrement perturbé. Nous avons montré l’existence de personnalités exprimées pendant la phase active nocturne et de différences interindividuelles au niveau du thigmotactisme pendant la journée (phase passive de repos et d’agrégation). Curieusement, ces différences inter-individuelles ne sont pas observées lors du comportement de fuite et au niveau de la dynamique global d’émigration. Dans la dernière partie de notre thèse, nous discutons, en particulier, des synergies et des conflits entre les différentes personnalités et les dynamiques collectives et avançons l’hypothèse que les phénomènes que nous avons mis en évidence sont partagés par de nombreuses espèces grégaires. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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