Quand mille bestioles simples accomplissent un Chef-d'ouvre élaboré.

"Salut, Germaine 231, lance la fourmi à sa collègue rencontrée en chemin. Elle est où la goûteuse cigale morte qu'on doit ramener au bercail ?
- Elle a dû trop danser cet été [rires] ! C'est simple, mon vieux Gaston 627, tu prends à droite après la souche, puis tout droit pendant 10 minutes, et enfin à gauche juste après le rhododendron... c'est là !
- Merci, mon pote ! On va régaler la colonie ce soir ! Indique bien la route aux autres : plus y a de fourmis, plus on fournit !"
Si les fourmis avaient la langue bien pendue, c'est sans doute ainsi qu'elles s'échangeraient de précieuses informations. Mais, n'en déplaise à Monsieur de la Fontaine, on a rarement vu plus crétins que ces minus. De vrais robots, incapables de penser par eux-mêmes - et la reine ne vaut guère mieux que les autres. Personne ne commande, personne ne dirige. Pire, il n'est pas rare qu'une ouvrière sabote le boulot réalisé par une congénère deux minutes auparavant. Mais alors, comment ces écervelées bâtissent-elles ce modèle d'ordre qu'est la fourmilière ?
En biologie - mais aussi dans les autres sciences -, le réponse a un nom : système complexe. Autrement dit, une colonie de fourmis est l'extraordinaire exemple d'un groupe "d'agents" individuels qui, en collaborant les uns avec les autres selon des règles simples, peuvent adopter un comportement collectif remarquable. Dans le cas de nos fourmis, on parle ainsi d'intelligence collective en ce sens que la communauté peut assurer sa survie, se défendre, se développer, s'adapter à l'environnement (photos ci-dessus), optimiser sa quête de nourriture et j'en passe... comme le feraient des animaux sociaux beaucoup plus malins ! Dit autrement, et pour parler comme le philosophe chinois Confucius, "le tout est plus grand que la somme des parties".
Comme l'intelligence collective, on dit que de nouvelles propriétés "émergent" d'un système complexe parce qu'elles n'apparaissent qu'à son échelle globale, sans qu'on puisse les prédire par la seule observation de ses éléments. Songez par exemple à la richesse des réactions chimiques alors qu'il n'existe, dans la nature, qu'une grosse centaine de types d'atomes. Ainsi, la molécule d'eau H₂0 vous désalètre alors qu'aucun de ses constituants, hydrogène et oxygène, ne peut le faire ; leur combinaison offre donc bien une propriété nouvelle. À une autre échelle, toutes nos cellules possèdent les mêmes gènes... mais elles adoptent des propriétés différentes dans notre organisme : une cellule cardiaque n'a pas la même fonction que celle d'un gros orteil. Mieux, comme une fourmi, un neurone isolé est incapable de penser par lui-même : mais associés par 100 milliards dans votre cerveau, ils vous dotent de cette jugeote inestimable qui vous permet de lire Science & Vie Junior ! Quant aux êtres humains, ils se révèlent eux-mêmes les agents d'un système complexe qui a permis l'apparition des langages, des cultures et des sociétés.
Comment étudier pareils systèmes ? Impossible d'observer séparément un nombre considérable d'agents, qu'ils soient insectes ou neurones. Le développement des modèles informatiques devient donc indispensable. On programme le comportement de base des agents, dotés d'instructions simples et plongés dans un environnement virtuel. Puis on laisse mouliner l'ordinateur pour simuler leurs interactions. Au bout du compte, le modèle se révèle d'autant plus fiable que son évolution se rapproche du phénomène réel. Avantage : on peut agir sur ce petit monde virtuel et tester à l'envi toutes sortes d'hypothèses. Pour améliorer son fonctionnement, par exemple, ou découvrir quelles interactions favorisent telle ou telle propriété émergente. L'objectif étant d'appliquer en retour ces précieuses découvertes dans le monde réel. Difficulté : les biologistes qui cherchent à expliquer les phénomènes étape par étape doivent y renoncer ; cela devient tout bonnement impossible.
Ainsi est née la biologie des systèmes qui vise à mieux comprendre et exploiter les interactions entre les différents étages du vivant. À l'Institut Curie (Paris), on cherche ainsi des remèdes contre le cancer en étudiant la formation de tumeurs à différents niveaux d'échelle - ADN, protéines, cellules, organes, corps entier - de manière dynamique ; autrement dit, qui agit sur qui ? Les modèles construits sont ensuite utilisés pour prédire des tumeurs et mettre en évidence les perturbations à appliquer au système pour stopper leur prolifération.
Dans d'autres domaines, on cherche à comprendre comment les actions individuelles des courtiers en bourses peuvent déclencher une crise financière globale. Ou le meilleur moyen de concilier les besoins des hommes en poissons tout en préservant les différentes populations de bêtes à écailles. Voire à tirer les précieuses leçons de la diffusion d'une épidémie dans une mégapole comme Bombay (lnde). Bref, la complexité est compliquée, mais passionnante à étudier.