Niveau : supérieur, du facile au difficile. Durée estimée : 50 min. 8 exercices avec corrections détaillées.
Rappel des notions clés
Pour savoir si un comportement est inné, ne regarde pas s'il est présent à la naissance : prive l'animal de l'expérience qui aurait pu le lui apprendre. S'il apparaît quand même, complet et typique de l'espèce, il est inné. Exemple : un chaton tète dès sa première mise à la mamelle, sans aucun apprentissage : la succion est innée.
Définitions : l'habituation éteint la réponse à un stimulus répété sans conséquence. Dans le conditionnement classique (pavlovien), un stimulus neutre, associé à un stimulus qui déclenche une réponse, finit par la déclencher seul. Dans le conditionnement opérant, un renforcement rend un comportement plus fréquent, une punition le rend plus rare ; « positif » signifie qu'on ajoute un stimulus, « négatif » qu'on en retire un. L'empreinte est un attachement appris pendant une période sensible, fenêtre limitée du développement. L'apprentissage social est la copie d'un congénère.
Un signal transmet une information à un récepteur et modifie son comportement, par un canal visuel, sonore, chimique (phéromone : molécule qui agit sur les congénères) ou tactile. Pour savoir ce qu'il transmet, on le présente seul : leurre ou enregistrement rediffusé (repasse). La butineuse d'abeille danse sur un rayon vertical où la verticale remplace le soleil ; tout se lit dans la course frétillante, partie rectiligne de la danse (Wario et al., 2017).
Formules à retenir (danse frétillante) :
- Direction : $\theta_{\text{source}} = \theta_{\text{soleil}} + \alpha$, avec $\theta$ l'azimut (compté depuis le nord, sens horaire) et $\alpha$ l'angle de la course avec la verticale ascendante, positif à droite.
- Distance : $d \approx k \times t$, avec $t$ la durée de la course et $k$ l'étalonnage de la colonie.
Piège classique : inné ne veut pas dire « présent à la naissance ». Un comportement inné peut apparaître tard, une fois l'animal mûr, et beaucoup mêlent inné et acquis : une prédisposition innée fixe ce qui peut être appris, et quand.
Exercices : niveau facile
Exercice 1 : Inné ou acquis ? Justifie (données fictives).
a) Des grillons mâles élevés seuls dès l'œuf, sans entendre de congénère, émettent adultes le chant complet de leur espèce.
b) Un rat se perd dans un labyrinthe au premier essai et va droit à la nourriture au dixième.
c) Un oiseau élevé seul, sans jamais voir de nid, construit à sa première saison de reproduction le nid typique de son espèce.
Correction :
Méthode : cherche si l'animal a pu apprendre ce comportement.
a) Sans aucun modèle, le chant est complet : inné.
b) La performance progresse avec les essais : acquis, par essais et erreurs.
c) Sans modèle ni entraînement, le nid est réussi d'emblée : inné, même s'il n'apparaît qu'à l'âge adulte. L'oiseau devait mûrir, pas apprendre.
Exercice 2 : Nomme la forme d'apprentissage et justifie.
a) Les pigeons d'une place s'envolent devant les premiers piétons, puis ignorent ces passants inoffensifs.
b) Un chien salive en entendant un son qui, depuis des jours, précède toujours son repas.
c) De jeunes singes ouvrent une boîte comme un adulte le leur a montré ; ceux sans démonstrateur échouent (données fictives).
Correction :
Méthode : repère ce qui a changé le comportement.
a) La réponse s'éteint avec la répétition sans conséquence : habituation.
b) Le son, neutre au départ, associé au repas, déclenche seul la salivation : conditionnement classique.
c) Seuls ceux qui ont vu faire réussissent : apprentissage social.
Exercice 3 : Pour chaque signal, donne le canal, le récepteur visé et la fonction.
a) Le paon mâle fait la roue devant une femelle.
b) Une fourmi qui rentre d'une source de nourriture laisse une trace odorante que suivent ses congénères.
c) Au printemps, un merle mâle chante, perché en hauteur.
Correction :
Méthode : demande-toi qui réagit au signal, et comment.
a) Visuel, vers les femelles : parade nuptiale, pour la reproduction.
b) Chimique (phéromone de piste), vers les autres ouvrières : recrutement vers la nourriture.
c) Sonore, vers les femelles et les mâles voisins : séduire et défendre un territoire.
Exercices : niveau moyen
Exercice 4 : Un rat peut appuyer sur le levier d'une boîte de Skinner. Pour chaque montage, nomme la conséquence (renforcement ou punition, positif ou négatif) et prévois l'effet sur les appuis.
a) Chaque appui délivre une boulette de nourriture.
b) Un bruit fort et continu cesse une minute à chaque appui.
c) Chaque appui déclenche un jet d'air désagréable.
d) Chaque appui retire une minute l'accès à l'eau sucrée.
Correction :
Méthode : vois si l'appui ajoute ou retire un stimulus, puis son effet.
a) Ajout d'un stimulus agréable : renforcement positif, plus d'appuis.
b) Retrait d'un stimulus désagréable : renforcement négatif, plus d'appuis.
c) Ajout d'un stimulus désagréable : punition positive, moins d'appuis.
d) Retrait d'un stimulus agréable : punition négative, moins d'appuis.
L'erreur à éviter : prendre b) pour une punition.
Exercice 5 : Lorenz a montré que les oisons d'oie cendrée suivent le premier objet mobile vu après l'éclosion. On montre une fois un leurre mobile à des oisons isolés d'âges différents ; le lendemain, la part qui le suit vaut (données fictives) : 20 % à 2 h, 55 % à 8 h, 85 % à 15 h, 40 % à 24 h, 10 % à 36 h. Interprète ces résultats, puis sépare l'appris de l'inné dans l'empreinte.
Correction :
Méthode : décris l'évolution des données avant de l'expliquer.
La réponse culmine à 85 % vers 15 h puis s'effondre : l'empreinte ne se fait bien que dans une fenêtre limitée, la période sensible.
L'objet suivi dépend de ce que l'oison a vu (mère, leurre ou humain) : il est appris. La tendance à suivre et la période sensible, communes à tous les oisons, sont innées.
Exercice 6 : Une butineuse fait des courses frétillantes à $40^\circ$ à gauche de la verticale ascendante, de $2{,}4\ \text{s}$ chacune. Le soleil est à l'azimut $160^\circ$ et, pour cette colonie, $k = 750\ \text{m}$ par seconde de frétillement (données fictives). Calcule l'azimut de la nourriture et sa distance à la ruche.
Correction :
Méthode : la verticale remplace le soleil, on part donc de l'azimut du soleil.
Course à gauche : $\alpha = -40^\circ$, donc $\theta_{\text{source}} = 160^\circ - 40^\circ = 120^\circ$.
Distance : $d = 750 \times 2{,}4 = 1\,800\ \text{m}$.
La nourriture est à l'azimut $120^\circ$, à $1\,800\ \text{m}$ de la ruche.
L'erreur à éviter : prendre la verticale pour le nord, ce qui donnerait $360^\circ - 40^\circ = 320^\circ$.
Exercices : niveau difficile
Exercice 7 : Le jeune bruant à couronne blanche mémorise les chants adultes entre 10 et 50 jours environ après l'éclosion, et ne s'exerce à chanter que vers 150 jours. Résultats selon l'élevage (Ehrlich, Dobkin et Wheye, 1988) :
Lot A : il entend des chants de son espèce entre 10 et 50 jours. Chant normal.
Lot B : il n'entend aucun chant. Chant simplifié, qui ressemble de loin au normal.
Lot C : il n'entend que d'autres espèces. Même chant simplifié.
Lot D : il entend son espèce, puis est rendu sourd avant de chanter. Rien de mélodieux.
Inné ou acquis ? Justifie avec chaque lot.
Correction :
Méthode : compare chaque lot au lot A.
Lot B : sans modèle, le chant reste incomplet (part apprise), mais une ébauche apparaît quand même (base innée).
Lot C : l'oiseau ignore les chants des autres espèces, signe d'une prédisposition innée à n'apprendre que le sien.
Lot D : retenir le modèle ne suffit pas, l'oiseau doit s'entendre chanter pour s'y ajuster.
Conclusion : ni purement inné ni purement acquis, le chant est un apprentissage guidé par une prédisposition innée, pendant une période sensible.
L'erreur à éviter : conclure « acquis » au seul vu du lot B.
Exercice 8 : Les vervets, singes d'Afrique, ont plusieurs cris d'alarme selon le prédateur. Seyfarth, Cheney et Marler (1980) les ont enregistrés puis rediffusés sans prédateur présent : au cri « léopard », les singes couraient dans les arbres ; au cri « aigle », ils regardaient en l'air ; au cri « serpent », vers le sol. Les adultes criaient surtout pour les léopards, les aigles martiaux et les pythons ; les jeunes lançaient l'alarme « aigle » pour de nombreux oiseaux, « serpent » pour divers objets allongés.
a) Pourquoi rediffuser les cris sans prédateur ?
b) Que montrent les réponses ?
c) Que montrent les jeunes sur l'inné et l'acquis ?
Correction :
Méthode : un signal se teste seul.
a) Devant un vrai prédateur, les singes pourraient réagir à sa vue. Sans prédateur, le cri suffit à déclencher la réponse.
b) Chaque cri déclenche sa propre réponse : il informe sur le type de prédateur, pas seulement sur un danger.
c) Les jeunes ont déjà les cris mais les emploient pour de larges catégories, que l'âge et l'expérience resserrent : l'usage du cri s'apprend. Pour dire les cris innés, il faudrait une expérience de privation.
Bilan et conseils
Ce qu'il faut retenir : l'expérience de privation tranche entre inné et acquis, et beaucoup de comportements mêlent les deux. « Négatif » veut dire retrait, pas punition. Face à une expérience, isole une seule condition et ne conclus pas au-delà des données.
Sources
Seyfarth R. M., Cheney D. L., Marler P. (1980), « Monkey responses to three different alarm calls: evidence of predator classification and semantic communication », Science, vol. 210, p. 801-803.
Ehrlich P. R., Dobkin D. S., Wheye D. (1988), « Vocal Development », université Stanford.
Wario F. et al. (2017), « Automatic detection and decoding of honey bee waggle dances », PLOS ONE, 12(12).