Différences individuelles dans l’innovation animale
Des études observationnelles et expérimentales montrent que les individus, comme les espèces, diffèrent dans leur propension à innover. L’innovation est influencée par des variables telles que le rang social, l’âge, le sexe, la capacité de compétition et l’état motivationnel, et est corrélée à des mesures comportementales (par exemple, le taux d’apprentissage, l’utilisation d’outils) et hormonales (par exemple, la testostérone). Il existe même des preuves de » personnalités » innovantes chez certaines espèces (par exemple, les guppies), bien que des différences individuelles cohérentes dans la propension à innover n’aient pas été trouvées chez d’autres espèces (par exemple, les singes capucins).
Certaines de ces études reposent sur des observations naturelles de l’innovation, et des critères de reconnaissance ont été développés pour identifier les » vraies » innovations. Par exemple, chez les orangs-outans sauvages, les modèles de comportement ont été classés comme des innovations s’ils n’étaient pas universellement exprimés au sein des populations et si leur absence n’avait pas de cause claire (par exemple, un artefact d’observation, comme un temps d’observation insuffisant, ou une cause écologique, comme le manque d’une ressource particulière). Ce processus a permis d’identifier 43 innovations, telles que la fabrication de coussins de branches ou les bruits de raclement de gorge émis par les mères avec de jeunes enfants avant de se déplacer. Bien que ces critères de reconnaissance ne puissent pas fournir une preuve irréfutable qu’un acte particulier est ou n’est pas une innovation, ils peuvent identifier des innovations potentielles à étudier plus avant. Ces recherches peuvent aboutir à des résultats surprenants. Par exemple, les grillons trempent des aliments durs dans l’eau, un comportement relativement rare décrit à l’origine comme innovant, voire perspicace. Cependant, la grande majorité de la population trempera la nourriture si elle est placée dans des circonstances idéales, ce qui suggère que le trempage est rarement exprimé parce que les coûts (par exemple, le kleptoparasitisme) dépassent généralement les avantages (nourriture ramollie). Cela implique que la rareté en soi ne peut pas être utilisée pour identifier l’innovation.
En guise d’alternative ou de complément aux études d’observation, l’innovation peut être étudiée expérimentalement, à la fois en captivité et dans la nature, en présentant aux animaux des défis inédits, tels que des boîtes de puzzle qu’ils doivent ouvrir pour accéder à la nourriture, et en explorant les facteurs influençant l’innovation. L’un des exemples les plus marquants de fabrication d’outils innovants a été observé lorsqu’une corneille calédonienne femelle nommée Betty a plié un fil de fer pour fabriquer un outil en forme de crochet et obtenir une récompense alimentaire. D’autres expériences ont permis d’étudier la compréhension technique de cet individu dans la résolution de telles tâches. L’utilisation innovante d’outils a également été enregistrée chez les corbeaux de Nouvelle-Calédonie vivant à l’état sauvage, comme des individus améliorant leurs outils habituels en feuilles en les pliant.
Les expériences ont documenté un certain nombre de corrélats comportementaux de l’innovation. Par exemple, des études portant sur plusieurs espèces d’oiseaux et de singes callitrichidés (ouistitis et tamarins) ont établi que les individus les moins réticents à s’approcher d’objets nouveaux (c’est-à-dire présentant de faibles niveaux de néophobie d’objet) sont les plus rapides à résoudre des tâches de recherche de nourriture nouvelles. Ainsi, les différences de tendance à l’innovation ne doivent pas être attribuées à des différences de capacités cognitives, mais peuvent être expliquées, au moins partiellement, par la volonté de s’engager dans des stimuli nouveaux. La capacité d’inhiber les réponses précédemment apprises peut être un autre corrélat important de l’innovation. Chez les pigeons sauvages Columba livia, les pinsons à gorge coupée Amadina fasciata et les pinsons zébrés Taeniopygia guttata, les animaux qui ont obtenu de bons résultats dans les tâches d’innovation étaient également supérieurs dans les tâches d’apprentissage social. Ainsi, chez ces espèces au moins, les innovateurs ont également tendance à être les individus les plus aptes à utiliser les informations sociales.
Un certain nombre d’études se sont concentrées sur l’âge et l’innovation. Peut-être influencée par un petit nombre de cas très médiatisés, l’hypothèse dominante chez de nombreux primatologues est que les primates jeunes ou juvéniles sont plus innovants que les individus adultes. Cette tendance à l’innovation chez les jeunes est souvent considérée comme une conséquence ou un effet secondaire de leurs taux accrus d’exploration et de jeu. Cependant, une récente méta-analyse de la littérature sur l’innovation chez les primates remet en question cette opinion. Une plus grande incidence d’innovation a été trouvée chez les adultes que chez les non adultes, ce que les chercheurs ont interprété, en partie, comme un reflet de la plus grande expérience et compétence des individus plus âgés.
Ces résultats sont soutenus par une analyse expérimentale détaillée de l’innovation chez les singes callitrichidés. Les chercheurs ont présenté de nouvelles tâches de recherche de nourriture extractive à des groupes familiaux de singes dans 26 populations de zoos afin d’examiner si la jeunesse ou l’expérience facilite le plus l’innovation. Il s’est avéré que l’exploration et l’innovation étaient positivement corrélées à l’âge, ce qui reflète peut-être la plus grande expérience des adultes, leur compétence en matière de manipulation ou leur capacité cognitive. Les singes les plus jeunes, en particulier les subadultes et les jeunes adultes, étaient disproportionnellement susceptibles d’entrer en contact avec les tâches, mais les adultes étaient disproportionnellement les premiers à résoudre les tâches. Ainsi, les individus plus âgés étaient significativement plus susceptibles que les individus plus jeunes de transformer les manipulations de tâches en solutions. Des analyses statistiques ultérieures ont fourni la preuve qu’au moins certaines des méthodes d’ouverture des boîtes se sont ensuite répandues dans le groupe par apprentissage social. Une autre étude, portant cette fois sur des tamarins à manteau brun, a également montré que les adultes acquièrent des informations plus efficacement et qu’ils peuvent reconnaître et classer des objets plus rapidement que les non-adultes. Ces expériences suggèrent que l’expérience et la compétence permettent aux individus plus âgés de résoudre des problèmes nouveaux plus efficacement que les individus plus jeunes. Cependant, d’autres facteurs de développement, tels que l’amélioration des capacités de manipulation, l’augmentation de la force et de la maturité avec l’âge, peuvent également jouer un rôle. D’autres études sur les différences entre les espèces en matière de capacité d’innovation chez les singes suggèrent que certaines caractéristiques de l’histoire de vie, en particulier un régime alimentaire reposant sur la recherche de nourriture extractive, peuvent favoriser une innovation accrue.
Si les individus dominants monopolisent les ressources, ou si les individus de statut inférieur sont poussés par le manque de succès à d’autres égards à concevoir de nouvelles solutions, alors les ordres de rang social pourraient prédire qui innove. Un certain nombre d’études aviaires, ainsi que des observations de macaques et d’autres primates, ont démontré que les subordonnés sont plus susceptibles d’innover, mais sont souvent usurpés par les dominants. Dans les groupes de primates, les singes de rang inférieur peuvent acquérir un nouveau comportement mais ne pas l’exprimer afin d’éviter l’attention des dominants. Les congénères peuvent accélérer ou ralentir l’approche d’objets nouveaux (par exemple, les corbeaux s’approchent plus rapidement d’objets nouveaux lorsqu’ils sont seuls que lorsqu’ils sont en groupe, mais passent plus de temps à étudier les objets lorsqu’ils sont en groupe). Ainsi, il peut y avoir des contraintes et des influences sociales sur l’invention et l’expression de nouveaux modèles de comportement.
Des études sur des guppies démontrent que l’état motivationnel peut être un déterminant critique de l’innovation. De petits groupes de poissons ont été présentés avec des tâches labyrinthiques nouvelles contenant de la nourriture, et le premier individu à résoudre la tâche a été caractérisé comme un innovateur. Les femelles étaient plus susceptibles d’innover que les mâles, les poissons privés de nourriture étaient plus susceptibles d’innover que les poissons non privés de nourriture, et les petits poissons étaient plus susceptibles d’innover que les gros. Les innovateurs n’étaient ni les poissons les plus actifs (mâles) ni ceux ayant la plus grande vitesse de nage (gros poissons). Ici, l’explication la plus parcimonieuse des différences individuelles observées dans la résolution de problèmes est que les innovateurs n’ont pas besoin d’être particulièrement intelligents ou créatifs, mais qu’ils sont poussés à trouver de nouvelles solutions aux problèmes de recherche de nourriture par la faim ou par les coûts métaboliques de la croissance ou de la grossesse.
Pour étudier plus avant comment l’état de motivation affecte l’innovation, les chercheurs ont surveillé la relation entre le succès passé de la recherche de nourriture et l’innovation en matière de recherche de nourriture, toujours en utilisant des guppies. Des groupes de poissons ont reçu des aliments un par un, et ont donc dû entrer en compétition pour la nourriture. Les mauvais concurrents – les poissons qui avaient pris le moins de poids et obtenu le moins de nourriture au cours de la compétition – étaient censés être plus susceptibles d’innover lorsqu’on leur présentait les nouvelles tâches de recherche de nourriture. Cette prédiction s’est confirmée chez les guppies mâles, mais pas chez les femelles. Les femelles semblaient plus motivées que les mâles pour résoudre les tâches de recherche de nourriture, quel que soit le résultat de la compétition. Chez de nombreuses espèces de vertébrés, l’investissement parental des femelles est supérieur à celui des mâles, de sorte que le succès reproductif des mâles est maximisé en donnant la priorité à l’accouplement, tandis que le succès reproductif des femelles est limité par l’accès aux ressources alimentaires. Ceci est particulièrement vrai chez les guppys, puisque les femelles peuvent stocker du sperme, sont vivipares, et contrairement aux mâles, ont une croissance indéterminée, avec une corrélation entre l’apport énergétique et la fécondité des femelles. Par conséquent, trouver de la nourriture de haute qualité a une plus grande valeur marginale de fitness pour les femelles que pour les mâles, ce qui peut expliquer pourquoi les femelles devraient être plus investigatrices que les mâles et sont constamment à la recherche de nouvelles sources de nourriture, alors que les mâles ne commencent à chercher de la nourriture que lorsqu’ils sont privés de nourriture.
Une étude sur la propagation des innovations dans de petits groupes captifs d’étourneaux (Sturnus vulgaris) a cherché à savoir si le modèle de propagation pouvait être prédit par la connaissance des variables pertinentes. Les chercheurs ont présenté à de petits groupes d’étourneaux une série de nouvelles tâches de recherche de nourriture extractive. Les mesures de néophobie et de rang social ont permis de déterminer quel animal était le premier du groupe à entrer en contact avec les nouvelles tâches de recherche de nourriture. Cependant, la performance d’apprentissage asocial, mesurée de manière isolée, était le meilleur prédicteur des premiers à résoudre les nouvelles tâches de recherche de nourriture dans le groupe. En d’autres termes, il est possible de prédire le degré d’innovation d’un étourneau sur la base de ses performances d’apprentissage précédemment mesurées en isolation. Les solutions à ces tâches semblent s’être répandues par le biais de l’apprentissage social, puisque les individus ayant acquis le comportement plus tard dans la diffusion présentaient des temps d’apprentissage plus courts. Ce schéma serait attendu si les sujets apprenaient socialement, puisque les personnes qui résolvent les problèmes plus tard ont plus de démonstrateurs que les individus qui acquièrent le comportement tôt. Cependant, de manière peut-être surprenante, les schémas d’association n’ont pas prédit la diffusion de la résolution : les oiseaux n’étaient pas plus susceptibles d’apprendre de leurs proches associés que des oiseaux avec lesquels ils passaient peu de temps. Des résultats similaires ont été obtenus dans des études sur les nouveaux comportements de recherche de nourriture chez les guppies. Cela peut refléter la taille relativement petite des groupes et des enclos dans les deux études, et les innovations peuvent être plus susceptibles de se propager le long des réseaux d’association dans des groupes plus grands vivant dans des environnements plus naturalistes.