Une mésange des montagnes qui se réveille dans la chaîne de la Sierra Nevada par un matin enneigé n'a pas le temps de traîner.
Pesant à peu près autant qu’un crayon, il doit trouver des pignons de pin cachés en quelques minutes ou succomber aux vents hurlants et aux températures inférieures à zéro. Mais heureusement, ces petits oiseaux chanteurs sont des maîtres en matière de mémorisation, explique l'écologiste comportementale Ai Ana Richmond. Une mésange donnée sait exactement où elle a caché chacune des cent mille graines qu’elle a stockées pour l’hiver.
Richmond, de l'Université du Nevada à Reno, et ses collègues de l'UNR se rendent toute l'année dans les Sierras pour étudier cette capacité remarquable, en motoneige si nécessaire. De nombreux travaux sur la cognition animale sont effectués en laboratoire. Mais le site sur lequel travaille cette équipe – la station de terrain de Sagehen Creek, à environ 16 kilomètres au nord de Truckee, en Californie – héberge l'une des plus anciennes études sur la cognition animale dans la nature. La technologie automatisée qui y fonctionne teste chaque année la mémoire de jusqu'à 250 oiseaux. Ces données et d’autres données à long terme révèlent le rôle de la mémoire dans la survie, la reproduction et d’autres traits de l’histoire de la vie, des informations difficiles et souvent impossibles à obtenir en laboratoire.
Le besoin d’être – et de rester – intelligent affecte tous les aspects de la vie des oiseaux. « Puisque nous comprenons l'importance de ces capacités de mémoire pour les mésanges, nous pouvons poser toutes sortes de questions » sur ce qui affecte ces capacités et comment ces capacités modifient le succès reproducteur des oiseaux, explique Katherine Johnson, écologiste comportementale de l'UNR.
Survivre à des hivers rigoureux demande de sérieux cerveaux d'oiseaux
Vladimir Pravosudov, écologiste comportemental à l'UNR, a fondé l'étude sur les mésanges pour mieux comprendre pourquoi les animaux ont besoin de bons souvenirs. Son intérêt pour la cognition aviaire remonte à ses années d'études de premier cycle en Russie, où il étudiait le stockage des graines dans les mésanges qui vivent au-dessus du cercle polaire arctique. Il a commencé à travailler avec les mésanges des montagnes (Poecili gambeli) en 1999.
Appelés a'ni ki dans le dialecte indigène Shoshone Goshiute, ces oiseaux dénichent des réserves de graines uniques dans les crevasses des arbres « dans des conditions brutales », souvent avec plus de quatre mètres de neige au sol, explique Richmond.
Environ les deux tiers d'entre eux ne survivent jamais à leur premier hiver, comme l'a montré le travail de l'équipe. Ceux qui le font peuvent survivre une décennie ou plus. Les plus intelligents vivent le plus longtemps, rapportent les chercheurs dans Science en 2024. L’équipe étudie désormais les conséquences de vies aussi longues.
Ces découvertes ont été rendues possibles parce qu'en 2013, Pravosudov et ses collègues ont développé des réseaux de huit mangeoires permettant de tester la mémoire spatiale dans la nature.
Faire fonctionner ces mangeoires et observer les oiseaux en personne nécessite parfois des efforts herculéens. Derrière sa motoneige, Richmond tire une solide cuve de stockage — construite pour les pêcheurs sur glace canadiens — remplie de graines pour oiseaux, de cartes d'ordinateur, de batteries, de pelles, d'autres outils et pièces de rechange, de couches supplémentaires de pulls en laine, d'un thermos de thé chaud et d'une tronçonneuse au cas où des arbres abattus gêneraient son voyage aller-retour de 30 kilomètres. « Lors des journées difficiles, c'est plutôt amusant, d'une manière étrange, de se déshabiller et de dégager sa motoneige avec une pelle », explique Richmond.
Les expériences de mémoire génèrent des résultats
L'effort en vaut la peine, car les réseaux ont renforcé la capacité du groupe à comprendre de quoi les oiseaux sont capables et ce qui motive leur intelligence.
Par exemple, le groupe a déterminé que la génétique peut expliquer environ 80 pour cent des différences cognitives entre ces oiseaux. Richmond s'est demandé si le mélange de microbes dans l'intestin pourrait également influencer leur intelligence. Elle a donc examiné la composition des bactéries présentes dans les excréments collectés sur 41 oiseaux alors qu'ils se trouvaient à leurs mangeoires. Elle et ses collègues ont identifié les microbes et examiné leur ADN pour voir quels sous-produits ils produisent.
Les oiseaux ayant la meilleure mémoire spatiale contenaient davantage de bactéries qui produisent des acides gras à chaîne courte, a rapporté Richmond en juillet lors de la réunion annuelle de l'Animal Behaviour Society à Cincinnati. Quelques études réalisées dans d’autres laboratoires suggèrent que ces acides gras pourraient être bons pour la santé du cerveau. Ainsi, il se pourrait que la composition des bactéries intestinales – certains oiseaux ayant des microbes plus bénéfiques – puisse aider à expliquer la composante non génétique des capacités cognitives des oiseaux, dit-elle. Elle espère ensuite déterminer si ces soi-disant microbiomes sont stables dans le temps. Ces travaux devraient contribuer à confirmer leur contribution à la qualité de la mémoire des oiseaux. « Si le microbiome est très critique pour la mémoire, alors techniquement, il ne devrait pas changer », explique Pravosudov.
Certains chercheurs sont prudents quant à ce lien. « Il y a beaucoup de battage médiatique sur ce que [it is] à propos du microbiome [that] peut améliorer la cognition, mais pas encore de liens clairs », déclare Anya Parks, psychologue évolutionniste à l'Université George Washington à Washington, DC, qui étudie la cognition chez les chiens.. « Il est donc très utile qu'il y ait des recherches comparatives [in different species] pour approfondir ce que nous savons sur la relation intestin-cerveau.
La plupart des animaux, les humains en particulier, présentent un déclin de la mémoire à mesure qu’ils vieillissent. D’où le dicton : « On ne peut pas apprendre de nouveaux tours à un vieux chien ». Mais cet adage ne s'applique pas aux vieilles mésanges, a rapporté Johnson, également lors de la réunion de l'Animal Behaviour Society. Elle s'est intéressée à l'intelligence des oiseaux lorsqu'elle était étudiante, mais elle a failli décider de ne pas poursuivre de recherche sur la cognition animale, car une grande partie de celle-ci se déroule dans des conditions de laboratoire contrôlées. Lorsqu’elle a entendu parler du travail de Pravosudov, « mon cœur a fait un bond ». Pour ce projet, elle a analysé des tests cognitifs effectués sur 804 mésanges au fil des ans, certains remontant à une décennie. Il n’y a pas de déclin, a-t-elle constaté : « Nos vieux oiseaux sont vifs !
Le résultat de Johnson « m'a tout simplement époustouflé », déclare Meenakshi Vengarai, neuroécologue à l'Université du Kentucky à Lexington qui étudie la cognition chez les abeilles.
Le travail pourrait avoir une pertinence au-delà des mésanges. « Trouver la cause de ce résultat chez les oiseaux pourrait certainement être avantageux pour d'autres espèces, y compris les humains », explique Preston Foerder, psychologue comparatif à l'Université de Detroit Mercy. Cela pourrait permettre de trouver des moyens de prévenir ce déclin chez d'autres animaux, dit-il.
L'intelligence des mésanges a un impact sur leur jeu d'accouplement
Plus largement, d'autres personnes travaillant sur ce projet cognitif se sont penchées sur les liens entre la cognition et le succès de l'accouplement. Carrie Branch, aujourd'hui écologiste comportementale à l'Université Western de Londres, au Canada, a analysé quels hommes avaient réussi à tromper leur compagne de vie. Les mâles les plus intelligents engendrent de nombreux petits avec leurs partenaires habituelles. Mais ils attirent également d'autres femelles et produisent plus de petits en dehors de leur famille habituelle que les mâles moins intelligents, ont rapporté Branch, Pravosudov et leurs collègues le 16 juin dans eLife.
De plus, l’analyse a révélé que ces femmes choisissent de tricher avec des partenaires plus intelligents que leurs partenaires permanents. Ces « accouplements peuvent donner aux femelles la possibilité d'obtenir de « bons gènes » qu'elles n'obtiendraient peut-être pas. [otherwise]», déclare Branche.
On ne sait pas clairement comment la femme sait qu’un homme est plus intelligent. Ces mâles chantent davantage pendant la journée, a rapporté l'équipe le 20 mai à Actes de la Royal Society Bc'est donc un indice possible, dit Pravosudov. Il pourrait y avoir d'autres facteurs, tels que la brillance des plumes du mâle, qui attirent ces femelles, c'est pourquoi l'équipe se penche également sur ce point.
Dans l’ensemble, il essaie d’adopter une approche très intégrée envers les mésanges. « Nous ne nous limitons pas à un seul comportement », dit-il. « Tous ces composants font partie du même puzzle et ce serait vraiment bien de tous les comprendre. »
À 65 ans, Pravosudov prévoit de continuer à étudier ces oiseaux aussi longtemps qu'il en sera physiquement capable. «J'adore être sur le terrain», dit-il. « Je trouve toutes mes idées en observant les oiseaux dans la nature. »