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A trio of evolutionary biologists, two with Carleton University, the other with Seoul National University, has apparently solved the paradox of aposematism—how animals managed to evolve with bright colors to warn predators of their toxic nature. In their paper study, published in the journal Science, Karl Loeffler-Henry, Changku Kang and Thomas Sherratt, conducted an analysis of the family tree of over 1,000 frog, salamander and newt species. Solving the paradox of how animals managed to evolve with bright colors without being eaten March 17, 2023 report by Bob Yirka , Phys.org [Image] The estimated transition rates among states from fits of the three color models that were better supported than the alternative models (Tables S1,2). These three models showed similar results except for a few transitions with very low estimated rates. The radius of each circle is proportional to the log-transformed number of species in the state. Arrow thickness reflects the estimated transition rates which are also given by the values listed next to each arrow (those transitions that are possible but not depicted have estimated rates not different from zero). Credit: Science (2023). DOI: 10.1126/science.ade5156 ------- NDÉ Traduction Un trio de biologistes évolutionnistes, deux de l'université Carleton et l'autre de l'université nationale de Séoul, a apparemment résolu le paradoxe de l'aposématisme : comment les animaux ont-ils réussi à évoluer avec des couleurs vives pour avertir leurs prédateurs de leur nature toxique ? Dans leur étude, publiée dans la revue Science, Karl Loeffler-Henry, Changku Kang et Thomas Sherratt ont analysé l'arbre généalogique de plus de 1 000 espèces de grenouilles, de salamandres et de tritons. Ils ont découvert que les ancêtres de plusieurs espèces aposématiques avaient des couleurs cachées ou, dans certains cas, n'avaient pas de couleur. Chez les espèces colorées, les ancêtres avaient des couleurs qui pouvaient être affichées à la demande. Ces créatures ont tendance à montrer leurs couleurs lorsqu'elles fuient ou en guise de signal. Selon les chercheurs, cela indique que l'évolution de l'aposématisme est probablement un processus progressif. Une créature, telle qu'une grenouille, développe d'abord une certaine quantité de couleurs comme mécanisme de signalisation. Ensuite, elle développe un moyen de dissuasion, comme des verrues qui ont mauvais goût ou un venin qui tue. Ensuite, d'autres couleurs se développent, et ainsi de suite. L'étude Article en français → Comment l’aposématisme du batracien est apparue
https://www.lemonde.fr/sciences/article/2023/03/26/attention-toxique-comment-l-aposematisme-du-batracien-est-apparue_6167043_1650684.html "Être ou ne pas être... mangé, là est la question. Pour bien des animaux, le seul spectre qui vaille est celui de leur prédateur. Et comme tout dialogue avec lui s’avère impossible, la nature a offert aux proies différentes stratégies. La fuite, bien sûr, mais encore faut-il en avoir le temps. Le camouflage, ensuite, disparaître dans le décor. Ou alors imiter un élément non comestible – une branche, une feuille, ce que les biologistes nomment du doux nom de mascarade. D’autres espèces choisissent plutôt le mimétisme : prendre l’apparence d’un autre animal, dangereux, pour repousser les prédateurs. Des papillons de nuit se font ainsi passer pour des guêpes, des pieuvres pour des serpents marins… Une de stratégies les plus fascinantes est sans doute l’aposématisme. Suggérée par Alfred Wallace (1823-1913) à Charles Darwin (1809-1882) dans leur correspondance au sujet des chenilles et des frelons, elle consiste pour une espèce à disposer d’une substance toxique et à le signaler aussi clairement que possible en arborant un signal à destination des prédateurs. Typiquement, une couleur vive. Insectes, mammifères, reptiles, mollusques, amphibiens : un peu partout dans le royaume du vivant, ce mode de défense s’est trouvé des adeptes. Depuis des décennies, pourtant, il pose aux biologistes une énigme : son apparition. Pour qu’un signal soit rentable, il doit avoir été précédé, dans son évolution, de la présence de la substance toxique. Avant que celle-ci n’apparaisse, la meilleure stratégie reste donc le camouflage. Jusque-là, tout le monde est d’accord. Mais ensuite, comment une espèce cryptique devient-elle aposématique ? « Cela semble un mystère, explique Tom Sherratt, professeur de biologie à l’université Carleton d’Ottawa (Canada). Les premiers mutants visibles d’une espèce cryptique devraient être rapidement détectés par les prédateurs et pas aussi facilement reconnus comme toxiques. » Tués par erreur, en somme, tels Polonius par Hamlet, faute pour les prédateurs d’avoir eu le temps d’apprendre le rôle d’avertisseur du signal coloré. Dès lors, comment cette propriété a-t-elle pu se répandre ? Un stade intermédiaire Dans un article publié vendredi 17 mars dans la revue Science, l’équipe de Tom Sherratt expose un scénario. Les espèces aposématiques seraient passées par un stade intermédiaire dans lequel elles disposent de signaux vifs mais la plupart du temps cachés. De telles espèces existent dans la nature : les papillons de nuit Catocala, avec leurs ailes antérieures cryptiques et leurs ailes postérieures vives. Ou encore différents amphibiens, qui cachent leurs couleurs vives sur leur ventre et ne les montrent qu’en cas de danger. Pour nourrir leur affirmation, Tom Sherratt et ses deux collègues, Karl Loeffler-Henry de l’université de Carleton et Changku Kang, de l’université nationale de Séoul, ont modélisé le phénomène chez les amphibiens. Ils ont analysé 1 106 espèces (14 % de l’ensemble) représentant 76 % des familles. Ils les ont situées sur l’arbre phylogénétique et ont classé leur phénotype coloré (cryptique, semi-cryptique, visible). Puis ils ont établi la probabilité des différents scénarios d’apparition. Le résultat semble sans appel : si l’aposématisme a évolué plusieurs fois chez les amphibiens, « il ne peut être apparu directement que de façon exceptionnelle, insiste Karl Loeffler-Henry. Il a fallu le stade intermédiaire des couleurs cachées. » « On a enfin un scénario plausible et nourri de l’émergence de l’aposématisme, salue Marianne Elias, directrice de recherche au CNRS, qui étudie le phénomène chez les papillons. Même si leur méthodologie n’est pas révolutionnaire, ils ont un grand jeu de données et leur analyse est particulièrement robuste. J’aurais juste aimé voir un modèle mathématique qui la soutienne. » Ce sera la prochaine étape, annoncent les chercheurs de Carleton. Avec, en prime, une extension… aux papillons. De quoi satisfaire la lépidoptériste, à défaut d’apaiser le prince du Danemark." Nathaniel Herzberg
Une étude a récemment évoqué une hypothèse étonnante. Plusieurs espèces de lucioles génèrent des clics ultrasoniques en bougeant simplement leurs ailes. Selon les scientifiques, ceci aurait pour but de se protéger de certains prédateurs comme les chauves-souris. Par Yohan Demeure, 16.04.2021
"Soit un oiseau insectivore affamé face à un choix de papillons appétissants. On sait qu'il portera son coup de bec sur celui qu'il juge mangeable, non toxique ni de goût épouvantable. Il se fie aux couleurs arborées par ses proies potentielles, dites aposématiques (avertisseuses) : les papillons portent le signal de leur immangeabilité, ce qu'ils « payent » en synthèses chimiques et autres dispositifs. Cousins proches ou très éloignés, d'autres papillons font l'économie de la fabrication du toxique, la dépense de la peinture leur suffit, pour peu qu'ils leur ressemblent. C'est le bien connu mimétisme batésien. L'oiseau est dupé." Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2021 : Mars
"Mais imiter un immangeable n'est pas la seule option. On peut se parer de l'habit d'un papillon très agile, très rapide, que l'oiseau sait d'expérience ne pouvoir rattraper et dédaigne donc a priori.
C'est ce que des chercheurs de plusieurs pays ont démontré dans un travail commun ; ce n'était qu'une hypothèse depuis une soixantaine d'années, pendant lesquelles on a surtout étudié l'évitement par les prédateurs des mimes empoisonnés.
Le genre Adelpha (Lép. Nymphalidés tropicaux) comporte plus de 90 espèces, dont certaines avec des patrons d'ailes très ressemblants, fruit très probable de mimétisme. Ces papillons sveltes, aux ailes triangulaires, n'ont pas l'allure de ceux qui sont toxiques, très généralement lents et munis de longues ailes.
Dans une station de recherche, en Finlande, l'équipe a proposé à des mésanges bleues de faux Adelpha (en papier) de 3 types correspondant aux principaux patrons de l'espèce. L'amande attachée en dessous était telle quelle ou trempée dans un produit très amer. Le papillon restait sur place ou s'enfuyait tiré le long d'un rail. Les oiseaux ont vite appris à ne considérer que les proies rattrapables. Des mimes imparfaits fonctionnent.
Sauf que les oiseaux ont quand même attaqué 1,6 fois plus les immangeables que les inbéquetables ; sans doute une amande amère est quand même un truc roboratif…"
Article source (gratuit, en anglais)
Photo : Adelpha salmoneus, A. cocala et A. epione – faces ventrales. Cliché Jeff Gage
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2020 : Mars "Le Petit Monarque Danaus chrysippus (Lép. Nymphalidé), asiatique, africain et sud-européen, développe plusieurs générations par an. Amateur d’asclépiade et donc toxique comme son cousin d’Amérique, il a fort mauvais goût et l’annonce par des couleurs contrastées – orange et noir pour le papillon. En principe, il convient que tous les individus d’un lieu aient la même livrée aposématique de façon à être bien reconnus des oiseaux prédateurs. Or une population est-africaine de cet insecte s’est fait remarquer par la variété des motifs colorés des ailes des adultes.
Simon Martin et ses collaborateurs (université d’Édimbourg, Royaume-Uni) ont montré que cette étonnante particularité est liée à l’infection par un spiroplasme (Mollicutes).
On avait déjà découvert que, d’une part, chez tous les papillons femelles de cette population, le chromosome qui contient les gènes de la coloration des ailes est fusionné avec le chromosome sexuel W (on l’appelle neo-W) et, d’autre part, elles sont toutes porteuses d’un spiroplasme qui tue leur progéniture mâle. Restait à comprendre comment ces deux caractères sont liés et comment ils peuvent expliquer les changements de livrée.
Le décryptage complet des génomes du Petit Monarque et du spiroplasme a montré que le néo-W modifie le patron de coloration et a été répandu rapidement dans la population (depuis 2 200 ans), aidé par la spiroplasme. Ce dernier favorise la permanence d’un patron transmis de la mère à la fille. Mais alors, pourquoi la variabilité constatée ?
Ce gène, en fait, est faible par rapport à celui apporté par le mâle : des mâles porteurs de patrons variés auront des filles avec des patrons variés.
La meilleure hypothèse est que des vents variables apportent des mâles de lieux variés, diversement colorés. Sur place, les femelles hybrides ressemblent à leur géniteur mais leur livrée particulière disparaîtra, puisqu’elles n’engendrent pas de mâles colorants, à cause du spiroplasme.
Un nouveau manipulateur d’insectes."
Article source (en anglais, gratuit)
Photo : Petit Monarque. Cliché Thomas Bresson
À (re)lire : Le chlorion et autres manipulateurs, par Alain Fraval. Insectes n° 163 (2011-4).
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2020 : Janvier
"Pourquoi être brillant ? À quoi sert une cuticule revêtue d’une couche iridescente, d’arborer des couleurs métalliques coruscantes et de mériter le nom de richard, donné en 1715 aux buprestes par Geoffroy ?
Deux explications sont avancées par les entomologistes : c’est de l’aposématisme, pour avertir les prédateurs de son mauvais goût (pas esthétique, gastronomique) ou c’est de la sélection sexuelle, pour s’afficher le plus formidable des mâles aux yeux de ces demoiselles. Oubliée la suggestion d’Abott Tayler, faite en 1906 : la livrée métallisée permet de mieux se dissimuler sur un fond bariolé et mouvant – comme du feuillage.
Menée par Karin Kjernsmo, une équipe de l’université de Bristol (Royaume-Uni) a entrepris de tester l’hypothèse de Tayler. Le richard choisi fut Sternocera aequisignata (Col. Buprestidé), à la larve rhizophage, répandu en Asie orientale, où il est consommé. Ses élytres bleus ou verts selon l’incidence de la lumière y sont utilisés en joaillerie.
Première manip : des élytres de ce bupreste (une centaine), sont disposés sur les feuilles dans un massif de végétaux variés, avec d’autres, d’espèces non iridescentes, de différentes couleurs. À chacun est attaché un ver de farine. Les élytres brillants « survivent » en plus grande proportion au bec des oiseaux. Un substrat brillant augment leurs chances d’y échapper. Camouflage ou aposématisme ?
Seconde manip : ce sont des humains qu’on envoie chercher les élytres iridescents à la place des oiseaux. Ceux-ci les trouvent moins facilement que les élytres ternes.
Dans le cas de S. aequisignata au moins, étinceler sert à se dissimuler. Il doit en être de même pour les autres insectes-joyaux et cette fonction de camouflage contribue sans doute à ce que les couleurs métalliques soient si répandues.
L’équipe va désormais chercher, à l’aide de l’apprentissage automatique, à déterminer l’allure (couleur, patron) la plus efficace pour passer inaperçu dans un type de feuillage défini."
Article source (en anglais, gratuit)
Photo : Sternocera aequisignata. Catalogue Corbis.
À (re)lire : Couleurs d’insectes, par Alain Fraval. Insectes n° 188 (2018-1)
NDLR : 50 élytres valent 11,31 € chez Etsy.
Les papillons sont bien connus pour leurs couleurs vives et éclatantes, qui interviennent dans la séduction de partenaires, le camouflage, mais qui peuvent aussi signaler aux prédateurs la présence de toxines. Or, certaines espèces de papillons toxiques ont des ailes transparentes ! INEE. Publié le 20.06.2019 "Deux études publiées dans Functional Ecology et Proceedings of the Royal Society of London B, menées par des équipes de l’Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (YSEB – CNRS/MHNH/Univ Sorbonne Université/EPHE/Univ Antilles) et du Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE – CNRS/Univ Montpellier/Univ Paul Valéry Montpellier/EPHE/IRD/Montpellier Supagro/INRA) lèvent le voile sur les causes écologiques de l’évolution de la transparence chez les papillons toxiques. Ces travaux montrent que la transparence rend ces papillons moins détectables, mais que ceux-ci ne sont pas moins toxiques pour autant." (...) Références [1] Arias M, Mappes J, Desbois C, Gordon S, McClure M, Elias M, Nokelainen O, Gomez D. 2019. Transparency reduces predator detection in mimetic clearwing butterflies. Functional Ecology Early view. [2] McClure M, Clerc C, Desbois C, Meichanetzoglou A, Cau M, Bastin-Héline L, Bacigalupo J, Houssin C, Pinna C, Nay B, Llaurens V, Berthier S, Andraud C, Gomez D, and Elias, M. 2019 .Why has transparency evolved in aposematic butterflies? Insights from the largest radiation of aposematic butterflies, the Ithomiini. Proceedings of the Royal Society of London B
NDÉ Nouveau lien :
http://www.insectes.xyz/epingle19.htm#son NB Suite au transfert du site Opie-insectes, toutes les "épingles" en www7.inra.fr/opie-insectes/epingle... sont à remplacer par http://www.insectes.xyz/epingle... ------- Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2019 : Février "Il y a 65 millions d’années, les chauves-souris ont mis au point un sonar à ultrasons pour localiser les insectes volants, leurs proies. Depuis, les papillons n’ont cessé de développer des contre-mesures, répondant par des salves de clics ultrasonores qui brouillent ou trompent leur système d’écholocation. Ces signaux sont généralement produits par cymbalisation, les ébranlements de l’air étant produits par le flambage d’une membrane.
Des hyponomeutes (Yponomeuta et 4 autres genres, Lép. Yponomeutidés) possèdent sur l’aile postérieure une plage translucide finement striée, dépourvue d’écailles entre 2 nervures cubitales. Supposée être un organe phonatoire, cette plage a été nommée "stridularium".
Des chercheurs de l’université de Bristol (Royaume-Uni) ont examiné les capacités sonores de l’Hyponomeute du fusain Yponomeuta evonymella et d’Y. cognatella, le Grand H. du f. Ces deux espèces très semblables se font remarquer par les toiles blanches que tissent les chenilles autour des fusains défoliés en année de pullulation.
Le papillon émet 2 salves de clics à chaque battement d’ailes ; amputé de ses stridulariums, il reste muet. Il ne répond par aucun changement de comportement, qu’il soit en vol ou posé, à l’émission d’ultrasons artificiels : il est donc sourd.
L’observation en vidéo haute fréquence de papillons fixés éclairés en infrarouge ne montre aucun contact entre 2 parties du corps durant les émissions : il ne stridule pas.
Ses cymbalisations ont une portée de 4 à 10 m vis-à-vis de chauve-souris. Avec ses cymbales alaires, les hyponomeutes émettent des sons aux caractéristiques tout à fait analogues à ceux des écailles (Arctiidés, chez qui les organes phonatoires sont sur l’abdomen) et qui miment ceux notamment de 2 écailles sympatriques l’Écaille martre Arctia caja et l’É. cramoisie Phragmatobia fuliginosa. La différence est que les hyponomeutes cymbalisent en vol alors que les écailles émettent leurs ultrasons posées lors de la cour, de la défense du territoire ou en réponse à une attaque de chauve-souris.
Les hyponomeutes sont toxiques ; il renferment de la siphonodine et de l’isosiphonodine (buténolides) séquestrés depuis la plante hôte ou synthétisés. Un oiseau forcé de manger un hyponomeute tombe en somnolence. Ces papillons nocturnes n’ont pas de livrée aposématique ; il avertissent leurs prédateurs par leur cymbalisation qui copie (mimétisme müllérien) celle des écailles, tout en étant plus faible, pour éviter de se faire repérer."
Article source (gratuit, en anglais)
Photo : macrophoto et vue au microscope électronique (avec les stries numérotées) du "stridularium" de l'Hyponomeute du fusain. Cliché des auteurs
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2018 : Juin
"Des chercheurs de l’université d’Exeter Royaume-Uni), épaulés par des collègues de l’université de Copenhague (Danemark), aidés par des entomologistes cornouaillais et français du groupe GIRAZ-Zygaena ont évalué la correspondance entre la brillance du signal aposématique (avertisseur de danger) et la réalité de ce danger.
Leur modèle : la Zygène de la filipendule Zygaena filipendulae (Lép. Zygénidé), alias Zygène du pied-de-poule. Le papillon a les ailes antérieures noires (à reflets bleu-vert) avec 6 points rouges et les ailes postérieurs rouges bordées de noir. Sa livrée ostentatoire, à base de ptéridines pour le rouge, avertit les prédateurs potentiels, les oiseaux, de sa toxicité. Le papillon contient en effet du cyanure sous forme de linimarine et lautostraline. Ces composés sont récupérés pour la formation de la cuticule puis recréés par l’imago. La femelle en reçoit du mâle en cadeau nuptial.
Il est admis que l’aposématisme a un coût en ressources pour les individus et que la sélection n’a retenu que les cas où il se justifie. Les individus de notre zygène sont plus ou moins voyants, certains arborant des couleurs délavées. Ces derniers sont apparemment plus en danger et pourraient contenir moins de toxique.
L’étude a porté sur 107 individus fraîchement éclos, les chenilles ayant été récoltées en nature en France, au Danemark et sur place. Chacun, congelé, a été photographié sous 4 longueurs d’onde de lumière, ultra-violet compris. Les images ont été analysées « du point de vue oiseau ». Leur teneur en cyanure a été parallèlement mesurée.
Il n’y a aucune corrélation entre ces caractéristiques chez les mâles. Les femelles les plus toxiques ont des ailes plus petites mais plus colorées. Celles-ci ont en général les ailes plus pâles.
Donc, du point de vue de l’oiseau, il ne faut pas se fier à la signalisation. L’aposématisme n’est pas fiable.
Lequel oiseau doit avoir d’autres informations sur sa proie potentielle, car il évite toujours la Zygène de la filipendule : on a observé que de très rares cas d’oiseaux becquetant cet insecte."
Article source : doi: 10.1111/evo.13505
Photo : Zygène de la filipendule in copula. Cliché Alain Ramel.
NDLR : on n’a jamais vu une chenille de Zygène de la filipendule se nourrir de filipendule.
The thumb-sized millipede that crawls around the forest floor of Southwest Virginia's Cumberland Mountains has more color combinations than any other millipede discovered. "Millipedes of the genus Apheloria Chamberlin, 1921 occur in temperate broadleaf forests throughout eastern North America and west of the Mississippi River in the Ozark and Ouachita Mountains. Chemically defended with toxins made up of cyanide and benzaldehyde, the genus is part of a community of xystodesmid millipedes that compose several Müllerian mimicry rings in the Appalachian Mountains. We describe a model species of these mimicry rings, Apheloria polychroma n. sp., one of the most variable in coloration of all species of Diplopoda with more than six color morphs, each associated with a separate mimicry ring." Keywords: aposematic, Appalachian, Myriapoda, taxonomy, systematics ___________________________________________________________________ AJOUT (en français) : Recherche animale sur Twitter, 29.01.2018 : "#Entomologie: découverte d'un nouveau #mille-pattes très coloré et recouvert de cyanure ... qui encourage le #mimétisme chez les autres mille-pattes ! https://t.co/2LbxvnqPTp #Apheloria… https://t.co/lVY4OdQEXT"
https://twitter.com/recherche_anima/status/958013140863725568/photo/1?ref_src=twsrc%5Etfw&ref_url=https%3A%2F%2Fwww.recherche-animale.org%2Fbreves
"Rien que de par son nom, la veuve noire fait trembler les humains, mais pour ceux qui ont l’habitude de la côtoyer sur son territoire, la brillante marque rouge distinctive qu’elle arbore suffit à lui donner raison. Une nouvelle étude montre que les oiseaux savent aussi éviter les araignées face à leurs marques rouges, mais les proies des araignées n’ont pas la même chance, les laissant inconscients du danger qui rôde." GuruMeditation, 04.03.2016 Les résultats de l’étude ont été publiés la semaine dernière dans la revue Behavioral Ecology : Aposematic signals in North American black widows are more conspicuous to predators than to prey.
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. « Les Épingles parues dans le n° 175 d'Insectes : Entomophagie prophylactique, ... »
« Consommer des méloés est dangereux mais ça peut payer. À l’état adulte, ces gros Coléoptères (Méloïdés) se trainent dans l’herbe où ils ne passent pas inaperçus avec leur gros abdomen souvent découvert et leur livrée noire et rouge aposématique. Le prédateur risque gros en effet, l’insecte contient de la cantharidine, mortelle à dose modérée. Cette substance est aussi un antihelminthique et un antibactérien (et un aphrodisiaque). »
« La grande outarde Otis tarda a un régime omnivore, partiellement entomophage. À la saison des amours, les mâles paradant et les femelles les observant becquettent des méloés mais seuls les premiers les préfèrent parmi l’entomofaune ambiante et en choisissent les plus gros spécimens : le Méloé mélangé Berberomeloe majalis (jusqu’à 45 mm) et Physomeloe corallifer. Des observations précises menées en Espagne découle l’hypothèse que leur comportement alimentaire ressortit à la sélection sexuelle : il augmente leur succès reproducteur. »
« Durant la parade, le mâle piétine, aboie et – comportement très original - écarte les plumes blanches autour de son croupion de façon à bien exposer son cloaque. Ce dernier fait l’objet d’un examen rapproché et attentif de la part de son éventuelle future partenaire. Madame exigerait un cloaque blanc c’est-à-dire notamment sans trace de diarrhée trahissant un mauvais état de santé. »
« Il sera très difficile de le prouver mais tout porte à croire que les outardes mâles avalent des méloés comme des pilules contre les désordres digestifs et les maladies sexuellement transmissibles. Ils pratiquent ainsi une automédication – non dépourvue de risques d’intoxication - de façon à se présenter comme sains aux femelles qu’ils convoitent et qui sont extraordinairement suspicieuses. »
Article source : Males of a Strongly Polygynous Species Consume More Poisonous Food than Females. Carolina Bravo et al. En ligne (gratuit) sur www.plosone.org/
[Image] PLOS ONE: Males of a Strongly Polygynous Species Consume More Poisonous Food than Females
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0111057
Nous connaissons bien le cas du mimétisme du papillon vice-roy qui imite le papillon monarque. C'est en fait l'histoire d'un papillon non-toxique qui imite la coloration d'un autre qui l'est (le monarque dans ce cas). Il se protège en s'habillant d'une peau de loup. Copier ainsi le motif coloré qui signale une toxicité (un signal aposématique) se nomme mimétisme batésien.
Il y a aussi le mimétisme mullérien. Cette fois c'est l'histoire de deux espèces toxiques qui profitent mutuellement de l'effet du signal aposématique. À l'évidence, deux têtes (de mort…) valent mieux qu'une.
Les papillons Heliconius d'Amérique du Sud poussent cette idée très loin avec un cas assez extraordinaire:
[...]
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Young birds that eat insects with conspicuous warning colouration to advertise their toxicity to would-be predators quickly learn to avoid other prey that carry the same markings. Developing on this understanding, a University of Bristol team have shown for the very first time that birds don't just learn the colors of dangerous prey, they can also learn the appearance of the plants such insects live on. Birds learn to avoid plants that host dangerous insects: study by University of Bristol ------- NDÉ Traduction : Les jeunes oiseaux qui mangent des insectes ayant une coloration voyante pour signaler leur toxicité à leurs prédateurs potentiels apprennent rapidement à éviter les autres proies qui portent les mêmes marques. S'appuyant sur ces connaissances, une équipe de l'Université de Bristol a démontré pour la première fois que les oiseaux ne se contentent pas d'apprendre les couleurs des proies dangereuses, ils peuvent également apprendre l'apparence des plantes sur lesquelles vivent ces insectes. Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite)
[Image] Aposematic prey and host plant Tyria jacobaeae larva on its host, the common ragwort (Senecio jacobaea). Both the caterpillar’s orange and black warning signal and its host’s conspicuous yellow flowers can be seen. Photo by C.F. McLellan Article en français Des scientifiques ont démontré que, pour la chenille du papillon goutte-de-sang, les fleurs jaunes de la jacobée jouent un rôle protecteur.
Lorsque nous pensons au camouflage, il s'agit généralement d'un élément visuel. Mais comment se cacher d'un prédateur qui utilise le son pour trouver sa nourriture, comme une chauve-souris ? Si vous êtes une luciole, il se trouve que vous pouvez avoir recours à une cacophonie d'ultrasons qui agit comme une "armure sonore". Guru Med | 7 Avr 2021 "Les lucioles sont célèbres pour leur éclat, qui est surtout utilisé comme signal d'accouplement. Il est facile de penser qu'en affichant sa présence de la sorte, on se fait manger plus souvent qu'on ne s'envoie e..." [Image] Résumé graphique de l’étude. (Ksenia Krivoruchko et Col./ iScience) __________________________________________ [Curtos, Luciola et Sclerotia (Vietnam) et Lampyroidea (Israël)]
En traversant le sud-ouest américain aride, on aperçoit des kilomètres et des kilomètres de buissons de créosote broussailleux. Bien adapté au paysage chaud et assoiffé, l’arbuste à feuilles persistantes, également connu sous le nom de bois gras, chaparral et gobernadora, produit des touffes de capsules de fruits blancs moelleux. Parmi les plantes vivent des insectes blancs duveteux similaires, difficiles à distinguer des fruits, qui sont en fait une espèce de guêpes connues sous le nom de fourmis velours chardon.
« Leur nom scientifique est Dasymutilla gloriosa et ils sont l’un de mes préférés « , explique Joseph Wilson, biologiste de l’Université d’État de l’Utah.
En regardant côte à côte la fourmi de velours et la créosote, il est facile d’imaginer que la coloration blanche de la guêpe floue a évolué sous forme de camouflage.
Pas si vite, dit Wilson.
« Dans le règne animal, il y a relativement peu d’exemples de blanc adaptatif en dehors des environnements arctiques », dit-il. « La coloration blanche peut être aposématique, signifiant une coloration destinée à avertir ou à repousser les prédateurs, mais elle peut également jouer un rôle dans la thermorégulation. » (...) Publié le 15.07.2020 [Image] La "fourmi de velours chardon" (Dasymutilla gloriosa), un type de guêpe, est un exemple rare d’une créature de couleur blanche dans un climat désertique chaud. Les chercheurs de l’Université d’État de l’Utah ont étudié diverses explications de la coloration pâle de l’insecte. Crédits: Joseph S. Wilson _________________________________________________________________ [via] True colors: Scientists discuss evolution of white coloration of velvet ants, 14.07.2020 https://phys.org/news/2020-07-true-scientists-discuss-evolution-white.html Extrait : "La coloration adaptative chez les animaux est l'un des résultats les plus reconnaissables de la sélection naturelle. Ici, nous étudions les facteurs d'évolution de la coloration blanche chez les "fourmis de velours" (Hymenoptera : Mutillidae), qui était auparavant considérée comme un camouflage avec le fruit du buisson de créosote (Larrea tridentata). Nos analyses indiquent plutôt que les "fourmis de velours" ont développé une coloration blanche des millions d'années avant que le créosote ne soit répandu dans les déserts chauds d'Amérique du Nord." Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite)
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2020 : Février
"Les papillons de nuit, pour beaucoup, nourrissent les chauves-souris. Celles-ci les repèrent en vol dans le noir par écholocation, en interprétant le retour de leurs cris ultrasoniques reflétés par leur corps et leurs ailes. Depuis 65 millions d’année, prédateurs et proies perfectionnent parallèlement leurs moyens de détection et d’évitement, respectivement. Certains papillons entendent les cris des chauves-souris et tentent de s’échapper et parmi-eux, des écailles (Arctiinés) ont développé le brouillage et les stridulations d’avertissement (aposématiques).
Beaucoup de papillons de nuit, dépourvus d’organes tympaniques, sont sourds. Ils disposent d’autres moyens pour réduire leur mortalité : taille, vol erratique, isolement saisonnier et « dimorphisme » sexuel des périodes de vol. Et le camouflage phonique, qu’on vient de découvrir.
L’examen des touffes d’écailles longues portées sur le thorax par plusieurs espèces montre qu’elles ressemblent dans leur structure à des matériaux d’isolation phonique. Thomas Neil et ses collaborateurs (université de Bristol, Royaume-Uni) ont mesuré leurs propriétés d’absorbtion dans le domaine des ultra-sons (20 à 60 kHz).
Leurs expériences ont porté sur deux Saturniidés papillons de nuit – le Bombyx suraka de Madagascar Antherina suraka et le Prométhée Callosamia promethea - et deux papillons de jour Papilionidés – le Voilier vert Graphium agamemnon et le Machaon benjoin Papilio troilus -, à titre de comparaison.
Par écho tomographie et modélisation, ils ont établi que ces touffes absorbent les 2/3 de l’énergie du signal des chauves-souris, ce qui réduit sensiblement la distance depuis laquelle ces dernières peuvent repérer le papillon, qui gagne ainsi en furtivité, c’est-à-dire en probabilité de ne pas se faire croquer.
Les écailles, minces et légères, ont des performances d’absorption phonique bien supérieures à celles des matériaux fibreux que l’on sait fabriquer."
Article source (gratuit, en anglais)
À agrafer à deux articles : Les moyens de défense des papillons nocturnes contre les chauves-souris insectivores, par Johanne Gouailler. Insectes n° 151 (2008-4) et Les insectes ingénieurs, par Alain Fraval. Insectes n° 191 (2018-4).
Photo : Periphoba arcaei, un Saturniidé particulièrement velu. Cliché Gil Wizen
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2019 : Décembre "Les papillons de nuit sont la provende préférée des chauves-souris, qui les détectent dans le noir par écholocation. Pour y échapper, ils ont acquis et perfectionné plusieurs dispositifs : écoute des signaux ultrasonores du prédateur, brouillage des échos par des clics, expansions détachables en forme de queues, et une trajectoire de vol en zig-zag.
Certains de ces papillons volent nonchalamment, de tours en détours. L’hypothèse a été formulée que ces mollassons intrépides sont protégés par leur goût exécrable, qu’ils affichent souvent par leur livrée aposématique, signal possiblement renforcé par leur allure paresseuse.
Pour la tester, Nicholas Dowdy et William Conner (Wake Forest University et Milwaukee Public Museum, États-Unis) se sont assurés de la collaboration d’écailles (Lép. Érébidés) adultes de 5 espèces, prélevées en nature, qu’ils ont lâchées dans une cage virtuelle en plein air (espace éclairé, attirant les papillons), cantine des Chiroptères du coin. Trois lots expérimentaux : individus normaux, rendus sourds et ayant subi un traitement factice. Des caméras infra-rouge et des microphones ultra-soniques ont enregistré les interactions proie-prédateur.
Les écailles ont montré toute une gamme de comportements, de la fuite éperdue au je-m’en-foutisme, en fonction de leur immangeabilité (estimée par la réaction des chauves-souris) mais pas de leurs autres équipements de défense. Particulièrement, deux des écailles, Bertholdia trigona et Carales arizonensis, produisent des clics très rapides capables de brouiller les « radars » ; la seconde réagit pourtant plus mollement - et elle a plus mauvais goût.
Le couple phalène-chauve-souris semble un très bon outil pour l’étude de la relation prédateur-proie, car ces papillons peuvent facilement être rendus sourds ou muets sans les gêner (apparemment) et, pour changer leurs goût ou toxicité, il suffirait d’élever les chenilles sur un milieu ad hoc."
Article source (gratuit, en anglais)
- Frontiers | Nonchalant Flight in Tiger Moths (Erebidae: Arctiinae) Is Correlated With Unpalatability | Ecology and Evolution, 16.12.2019 https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2019.00480/full#h4
Photo : Bertholdia trigona. Cliché Aaron Corcoran
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2019 : Avril
"En réexaminant, avec les outils de la biologie moléculaire (barecoding, etc.) les phasmes géants du vaste genre Achrioptera (Anisacanthidés), endémique de Madagascar et des Comores, des entomologistes allemands ont découvert deux nouvelles espèces, A. manga sp. nov. et A. maroloko sp. nov. Celles-ci étaient jusque-là confondues avec A. fallax et A. spinosissima respectivement dont les spécimens un peu différents étaient considérés comme des variants. Ces espèces sont à considérer désormais comme voisines d’autres phasmes malgaches et non plus comme cousines de taxons outre-mer, ce qui remet en cause la théorie d’un peuplement multiple de l’île.
Point très remarquable, à leur maturité les mâles de ces phasmes quittent leur habitus de camouflés en bâtonnets placides unis et ternes pour celui de bâtonnets marcheurs en livrée bleu vif ou multicolore, on ne peut plus visible. Les femelles, plus grandes (15 à 24 cm) ne changent pas.
Au laboratoire, il a été constaté que le mâle ne commence à tenter de s’accoupler qu’une fois sa nouvelle couleur bien installée. Ce qui suggère que celle-ci est une parure sexuelle, propre à séduire les femelles.
Mais comment éviter de se faire dévorer avant d’approcher une partenaire, ce qui implique de se déplacer pas mal ? L’habit voyant serait aposématique, avertissant les prédateurs de la toxicité du contenu. En plus, chez ces espèces, les glandes répugnatoires, situées au niveau du cou, sont particulièrement développées.
Des travaux difficiles seraient nécessaires pour confirmer ces hypothèses. En tous cas, ces phasmes magnifiques ont tout pour devenir des emblèmes de la biodiversité exceptionnelle de Madagascar."
Article source (gratuit, en anglais)
Illustration : A : Achrioptera fallax mâle adulte ; B : id. en couple ; C : id. femelle adulte ; D : A. manga, mâle adulte ; E : id. femelle adulte ; F : A. spinosissima mâle adulte ; G : A. maroloko mâle adulte ; H : id. femelle.
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2019 : Février "Le grégarisme a bien des avantages. Il augmente l’efficacité de l’affouragement et le choix des partenaires sexuels notamment. Mais il expose les individus à un risque accru de prédation, pallié par l’exhibition de couleurs et motifs aposématiques, qui avertissent les prédateurs de leur immangeabilité, voire de leur toxicité. Les criquets polyphages peuvent puiser dans la couverture végétale les substances nécessaires, en mangeant certaines plantes sécrétant des toxiques lorsqu’ils se trouvent réunis.
Le Criquet migrateur Locusta migratoria (Orth. Acrididé) est oligophage : il ne se nourrit que d’herbes et n’a pas cette possibilité. En phase solitaire il se protège par sa une livrée brune, cryptique. En phase grégaire il se vêt de vert vif et repousse chimiquement les oiseaux acridivores.
Une équipe de l’Académie chinoise des sciences, dirigée par Le Kang, avait détecté de fortes concentrations de phénylacétonitrile (PAN) émanant des criquets, larves et mâles adultes, en phase grégaire. Elle vient de publier le résultat d’une étude poussée de ce composé.
Il en ressort que le PAN joue le rôle d’un signal avertisseur olfactif et qu’il est le précurseur du cyanure d’hydrogène, gaz soluble hautement toxique. Il est synthétisé à partir de la phénylalanine (acide aminé) dans une réaction catalysée par le gène (nouveau) CYP305M2, qui code pour un cytochrome P450 (hémoprotéine).
Toute une série d’expériences de choix binaires ont montré que les individus en phase grégaire chez qui ce gène a été inactivé sont plus vulnérables ; et que les criquets en phase solitaire auxquels on a administré du PAN de synthèse le sont moins.
Au moment de l’attaque du criquet par un oiseau, le PAN est convertir en cyanure et l’oiseau s’empoisonne.
C’est la mésange charbonnière qui a collaboré à ce travail."
Article source (gratuit, an anglais)
Photo : individu adulte du Criquet migrateur, phase grégaire. Cliché lestaxinomes.org
NDLR : le même cyanure d’hydrogène est utilisé comme moyen de défense par le mille-pattes géant africain Archispirostreptus gigas (Dipl. Spirostreptidé).
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2018 : Avril
"Le Monarque d’Amérique Danaus plexippus (Lép. Nymphalidé) est un papillon très connu pour les grandes migrations qu’il effectue, gagnant le Sud en automne et revenant au Nord au printemps. La chenille se nourrit uniquement d’asclépiades (Asclepias spp.), plantes riches en alcaloïdes et en cardénoïdes, qu’elle accumule pour se rendre toxique pour les prédateurs vertébrés – qu’elle avertit par sa livrée aposématique.
Bret Elderd, Matthew Faldyn et Mark Hunter, entomologistes états-uniens, on examiné le devenir possible du Monarque sous le climat plus chaud que le Réchauffement promet. Son avenir est sombre, à cause des jardiniers.
En effet, poussant sous de petits abris où la température est légèrement augmentée, la dose de cardénoïdes augmente dans les feuilles de l’aslépiade de Curaçao allochtone A. curassavica, au point que la plante-hôte devient toxique pour la chenille. Celle-ci prolonge sa vie larvaire et se métamorphose en papillons aux ailes avant raccourcies. Le phénomène ne se produit pas avec l’asclépiade rouge, autochtone, A. incarnata.
Or l’asclépiade introduite, qui plaît au Monarque, est désormais répandue partout. Car elle plaît aussi beaucoup aux jardiniers du Sud des États-Unis pour sa floraison tout au long de l’année, notamment.
Pour préserver le Monarque d’Amérique, déjà menacé par ailleurs, c’est l’asclépiade rouge qu’il faudra multiplier. Quant aux entomologistes, il leur faut recenser ce genre de piège écologique."
D’après « Global warming can turn Monarch Butterflies' favorite food into poison », le le 3 avril 2018 à //phys.org/news/
Photo : Monarque d’Amérique sur asclépiade de Curaçao. Cliché D. Walker
Dans la chaleur de la nuit, les papillons savent faire comprendre à leurs prédateurs qu’ils ne sont pas bons à manger en émettant des bruits à haute fréquence. Par Loïc Chauveau le 12.05.2016 APOSÉMATISME. Paru dans Plos One le 20 avril dernier, l’article de Nicolas Dowdy et William Conner de l’Université Wake Forest (Caroline-du-Nord) fait la preuve que les papillons de nuit de la famille des Arctiinae et de la sous-famille des Lithosiini utilisent bien des ultra-sons pour informer les chauves-souris qu’ils sont toxiques. Jusqu’à présent, on savait que les sons émis par ces papillons servaient à anticiper les attaques de prédateurs, mais on ignorait s’ils pouvaient aussi servir à les éviter selon le phénomène d’aposématisme, qui consiste à émettre un signal visuel, sonore ou chimique pour avertir l’attaquant que la proie représente un danger pour eux. Au contraire des papillons diurnes, les papillons de nuit sont dotés d’appareils auditifs, des organes tympaniques constitués de cavités situées sur le thorax qui font vibrer une membrane. Cette capacité a été développée au cours d’une histoire évolutive de 65 millions d’années. Les papillons nocturnes sont en effet apparus avant les chauves-souris, lesquelles ont pu dans un premier temps exercer une pression intense sur des proies ne les entendant pas arriver. La sélection naturelle a provoqué l’émergence de l’appareil auditif chez l’insecte. Cet outil réagit aux mêmes fréquences que l’écholocalisation utilisée par les chauves-souris, soit entre 30 et 80 kilohertz (kHz). Le papillon a donc les moyens d’entendre les ultra-sons pour pouvoir fuir ou se laisser tomber au sol. Cela reste le principal moyen de défense de l’insecte, même si certaines espèces ont développé l’émission d’ultrasons pour un autre usage: la détection entre mâles et femelles pour la reproduction. Des proies à l'attitude "nonchalante" ULTRASONS. Si l’appareil auditif permet d’entendre le prédateur arriver, peut-il aussi l’empêcher d’attaquer en lui envoyant des signaux dissuasifs ? C’est ce qu’apporte l’expérience des chercheurs américains. Ceux-ci ont mobilisé de multiples caméras infrarouges pour capter en trois dimensions les vols de murins, une espèce de chauves-souris, et la réponse des vols des papillons tandis que les ultrasons des deux espèces étaient enregistrés, le tout dans des conditions naturelles d’une région du sud-est de l’Arizona. Les chauves-souris se sont vu proposer deux types de menus : des papillons avec leur système auditif et d’autres sans. L’enregistrement des vols des prédateurs a bien montré que ceux-ci cessaient leur attaque lorsque les papillons émettaient des messages auditifs à base de clics. L’attitude des insectes laisse aussi peu de place au doute : en émettant leurs sons, ils ont eu une attitude "nonchalante", comme s’il n’y avait pas urgence à s’enfuir ou se laisser tomber à terre, certains que leur message était bien passé. Sans surprise, les papillons dotés ont eu 1,8 fois plus de chance d’éviter de se faire manger que leurs homologues sourds. Preuve est donc faite que l’appareil auditif acquis lors de l’évolution de ces espèces est bien un moyen actif d’éviter la prédation." [Image] Morphology and acoustic emissions of Pygarctia roseicapitis (A-F) and Cisthene martini (G-L). The moths (A, G) and their corresponding tymbal organs (B, H), oscillogram (C, I), spectrogram (D, J), power spectral density plot (E, K), and the spectrogram of their response to simulated bat cries (F, L) are shown. Tymbal images are oriented with anterior on the left and ventral on the top with some scales removed. Insets show the relative position, orientation, and size of the tymbal (yellow) organ and microtymbals (red) on the thorax of each species. Insets are oriented with anterior on the left and dorsal on the top. Oscillogram, spectrogram, and power spectral density plots (C-E, I-K) show a single activation and relaxation (modulation cycle) of the tymbal organ. Moth responses to simulated bat cries (F, L) show each species’ earliest response and do not correspond to the same segment of time. Bat cries are brightest and sweep from higher to lower frequencies within a single call. Moth clicks are broadband and cluster in groups of clicks. [timbale thoracique]
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. « Les Épingles entomologiques - En épingle en 2015 : Mai »
« Cela fait 60 millions d’années que les papillons de nuit se font croquer par les chauves souris. Et que certaines espèces de Lépidoptères ont développé des organes auditifs pour entendre les cris d’écholocalisation de ces prédateurs et des systèmes de productions d’ultrasons pour les tromper. »
« Chez certaines espèces d’Arctiidés (écailles), les ultrasons sont produits par une timbale, organe situé sous le mésothorax, avec une membrane striée paire dont les déformations produisent les clics. Les sons sont perçus par le tympanum situé également sur le thorax. En plus d’interférer avec les signaux émis par les chauves souris, ces clics avertissent ces dernières de la toxicité du papillon (rôle aposématique).
Akito Kawahara et ses collaborateurs (université de Floride, États-Unis) ont étudié le cas des Sphingidés (sphinx), sur le terrain (70 sites de 32 pays) et au labo (700 individus soumis à des attaques de sérotines brunes Eptesicus fuscus). Sur 124 espèces examinées, presque la moitié émettent des sons de brouillage, sans valeur aposématique. »
« Ceux-ci sont produits de façon originale chez les mâles, par le frottement de la surface externe des valves génitales sur le bord du dernier tergite de l’abdomen. Des enregistrements de ces signaux sont aussi efficaces que les individus vivants pour faire échouer l’attaque d’une sérotine brune (au labo). »
« L’équipe a également construit l’arbre de l’évolution des Sphingidés d’après les fossiles. Les premiers sphinx émetteurs d’ultrasons datent de l’Oligocène tardif, il y a 26 millions d’années et l’équipement complet est apparu deux fois dans la famille. »
« D’après, entre autres « Study reveals evolutionary history of hawkmoths' sonar jamming defense » par Stephenie Livingston. Lu le 5 mai 2015 à //phys.org/news/ »
[L'étude] Tempo and mode of antibat ultrasound production and sonar jamming in the diverse hawkmoth radiation - PNAS, 05.05.2015
http://www.pnas.org/content/early/2015/04/29/1416679112
Institut de recherche pour le développement (IRD). « De nouvelles données sur les variations de couleurs de cette espèce invasive arrivée en France il y 10 ans »
« Une collaboration entre des chercheurs du Muséum national d’Histoire naturelle, du Laboratoire Evolution, Génomes et Spéciation (IRD-CNRS) de Gif-sur-Yvette, de l’American Museum of natural History et des chercheurs népalais, chinois et indonésiens a permis de caractériser la diversité génétique et le polymorphisme des populations asiatiques du frelon Vespa velutina , espèce devenue envahissante en France depuis une dizaine d’années. L’étude retrace l'histoire évolutive et géographique des différentes populations et permet d'envisager la manière dont les variations de couleur du frelon résultent d’un ensemble de convergences évolutives. »
Chez le frelon asiatique, la couleur ne fait pas l’espèce (PDF, 199 Ko)
[Références] Perrard A, Arca M, Rome Q, Muller F, Tan J, Bista S, Nugroho H, Baudoin R, Baylac M, Silvain JF, Carpenter J, Villemant C. Geographic variation of melanisation patterns in a hornet species: genetic differences, climatic pressures or aposematic constraints?
PLOS ONE – 16 avril 2014 - http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0094162
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https://www.scoop.it/topic/entomonews/?&tag=apos%C3%A9matisme