Des scientifiques opposent des primates à des mammifères au cerveau plus petit pour découvrir qui est le butineur le plus intelligent

Les primates, y compris les humains, ont un cerveau plus gros que la plupart des autres mammifères, mais pourquoi ? Les scientifiques à la recherche de la réponse ont longtemps suivi une piste indiquant que l'alimentation, en particulier les fruits, était la raison pour laquelle les primates avaient développé un cerveau plus gros.

Une équipe de l'Institut Max Planck du comportement animal et du Smithsonian Institute of Tropical Research a testé cette idée pour la première fois et a découvert que la théorie du régime alimentaire à base de fruits pourrait être à court de jus.

Les chercheurs ont utilisé l’imagerie par drone, le suivi GPS et des analyses comportementales à grande échelle pour tester comment quatre espèces de mammifères frugivores ont résolu le même casse-tête naturel en matière de recherche de nourriture dans une forêt tropicale panaméenne. Ils ont découvert que les espèces de primates au cerveau plus gros ne résolvaient pas le casse-tête de la recherche de fruits plus efficacement que les mammifères au cerveau plus petit.

L'étude, publiée aujourd'hui (28 mai) dans Actes de la Royal Society B, bouleverse l’idée traditionnelle selon laquelle un grand cerveau est nécessaire pour prendre des décisions intelligentes lors de la recherche de nourriture.

Selon la théorie dominante sur la manière dont les primates ont développé un cerveau plus gros, les fruits et l'intelligence travaillaient main dans la main pour alimenter la croissance cérébrale. Les animaux au cerveau plus gros pourraient utiliser leur intelligence pour trouver des fruits plus efficacement, ce qui fournirait plus d’énergie pour alimenter un cerveau plus gros.

Après tout, les fruits sont une ressource précieuse mais variable. Cela impose des exigences cognitives aux animaux qui doivent trouver des arbres fruitiers et se souvenir de leur maturité. Des études ont soutenu la théorie alimentaire de l’évolution du cerveau en montrant des corrélations entre la taille du cerveau et la quantité de fruits dans l’alimentation.

Mais les chercheurs du MPI-AB et du STRI ont estimé que cette théorie était prête à être remise en question. “L'hypothèse d'un régime fruité n'a jamais été étayée expérimentalement”, explique le premier auteur Ben Hirsch, associé de recherche au STRI.

Tester les mangeurs de fruits au Panama

L’obstacle est d’ordre méthodologique. Pour tester l’hypothèse d’un régime fruité, les scientifiques doivent mesurer l’efficacité avec laquelle un animal trouve des fruits. Selon Hirsch, “les primates et de nombreux autres mammifères parcourent chaque jour de longues distances à la recherche de nourriture, ce qui rend presque impossible la reproduction de leurs défis de navigation réels en laboratoire.”

L'équipe a contourné ce problème en exploitant un phénomène naturel qui se produit dans la forêt tropicale de l'île de Barro Colorado au Panama. Pendant trois mois chaque année, les mammifères frugivores sont obligés de se nourrir d’une espèce d’arbre, Dipteryx oleifera.

“Les animaux se nourrissant presque exclusivement de fruits de Dipteryx, ils résolvent simultanément le même casse-tête en matière de recherche de nourriture”, explique l'auteur principal Meg Crofoot, directrice du MPI-AB et professeur Humboldt à l'Université de Constance. “Cela nous donne un outil puissant pour comparer leur efficacité en matière de recherche de nourriture.”

L'équipe a cartographié l'emplacement de tous les arbres Dipteryx sur l'île de Barro Colorado en faisant voler des drones au-dessus de la canopée en été, lorsque les grands arbres étaient couronnés de fleurs violettes remarquables. La carte des arbres fruitiers a révélé toute l’étendue du casse-tête des fruits auquel sont confrontés les animaux, mais les scientifiques devaient encore tester l’efficacité avec laquelle des mammifères dotés de différentes tailles de cerveau visitaient ces arbres.

Ils ont suivi plusieurs individus de deux primates à gros cerveau (singes-araignées et capucins à face blanche) et de deux ratons laveurs au cerveau plus petit (coatis à nez blanc et kinkajous). Les capteurs GPS ont révélé les chemins empruntés par les animaux jusqu'aux arbres Dipteryx, tandis que les accéléromètres ont confirmé qu'un animal était actif et potentiellement en train de se nourrir lors d'une visite dans un arbre.

Les scientifiques ont ensuite calculé l’efficacité des itinéraires comme le temps quotidien passé actif dans les arbres Dipteryx divisé par la distance parcourue. Selon l'hypothèse d'un régime fruité, les capucins à gros cerveau et les singes-araignées devraient présenter une plus grande efficacité de déplacement que les coatis et les kinkajous.

“Nous n'avons trouvé aucune preuve que les animaux dotés d'un cerveau plus gros prenaient des décisions plus judicieuses en matière de recherche de nourriture”, explique Crofoot. “Si des cerveaux plus gros rendent les animaux plus intelligents, alors cette intelligence n'est pas utilisée pour se diriger plus efficacement vers les arbres fruitiers de cette forêt tropicale humide.”

Alors pourquoi la taille du cerveau a-t-elle augmenté chez certaines espèces ? Les auteurs affirment qu’en réfutant l’hypothèse d’un régime fruité, leur étude peut déplacer l’attention vers des idées allant au-delà de l’efficacité de la recherche de nourriture.

“Des cerveaux plus gros pourraient favoriser une meilleure mémoire épisodique, permettant à ces espèces de mieux planifier leurs visites aux arbres afin de maximiser la quantité de fruits mûrs rencontrés”, explique Hirsch. Les auteurs suggèrent également que des cerveaux plus gros pourraient être liés à l’utilisation d’outils, à la culture ou à la complexité de la vie dans un groupe social.

“Notre étude ne peut pas déterminer les facteurs exacts de l'évolution du cerveau”, explique Crofoot, “mais nous avons pu utiliser des techniques mini-invasives pour tester empiriquement une grande hypothèse sur l'évolution, la cognition et le comportement des animaux sauvages.”