Le Centre de recherche sur les abeilles Carl Hayden du ministère américain de l'agriculture (USDA) à Tucson, en Arizona, est en pleine effervescence. Mathematica aide les chercheurs à analyser le comportement des abeilles.

Mathematica s'est avéré essentiel pour effectuer des calculs algébriques et générer des graphiques dans le cadre d'une étude sur les schémas de butinage des abeilles réalisée il y a plusieurs années. Charles Shipman, physicien à l'USDA, est l'un des chercheurs qui ont examiné les données relatives à la répartition du butinage afin de déterminer à quelle distance et selon quels schémas les abeilles volent pour polliniser les plantes à fleurs. Les résultats aident désormais les apiculteurs à déterminer les emplacements optimaux pour placer les ruches afin que les agriculteurs puissent obtenir de meilleurs rendements pour des cultures telles que les amandes, les melons, le coton et les agrumes.

Le défi à venir est de savoir comment influencer le comportement des abeilles. « Pour ce faire, nous devons d'abord étudier les stimuli qui provoquent certaines réponses chez les abeilles, et à quels niveaux, » explique Shipman. Des équations sont élaborées pour décrire un grand nombre de paramètres d'entrée et leur effet sur une série de comportements. Les équations sont manipulées dans Mathematica et les représentations graphiques permettent aux chercheurs de voir les relations plus clairement. « Dans certains cas, ces tâches auraient été impossibles sans Mathematica, et elles auraient toutes été très laborieuses, » explique Shipman.

Les chercheurs cherchent à comprendre, par exemple, comment 50 000 abeilles fonctionnent en harmonie dans une ruche obscure et pourquoi elles construisent des rayons en forme d'hexagones presque parfaits avec des surfaces lisses et une configuration triédrique à la base. « Cela implique des recherches théoriques sur ce qui se passe entre la traduction des entrées sensorielles environnementales et internes en configurations spatio-temporelles de l'activité électrique au sein du système nerveux et ce type d'activités, » explique Shipman.

« D'autres études dans lesquelles Mathematica s'est avéré essentiel ont porté sur des simulations informatiques des mouvements d'un bourdon qui fait vibrer une fleur pour en libérer le pollen. Ces simulations nous aident à comprendre la pollinisation par bourdons des plants de tomates et d'autres cultures, » explique Shipman. « Dans une autre étude, Mathematica nous a aidés à analyser les modèles de diffraction de la lumière afin que nous puissions mieux identifier la façon dont les abeilles voient. »

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