Savoie : la montagne, véritable refuge pour les papillons

papillon : amaryllis

La biodiversité est particulièrement bien préservée dans la vallée de la Maurienne, en Savoie. Des naturalistes y étudient les papillons qui sont nombreux dès que les alpages fleurissent.

Les alpages du col d’Albanne dévoilent leurs couleurs en ce début du mois de juillet. Les fleurs sauvages sont nombreuses et diverses, ce qui rend la biodiversité également très riche et variée. “On a une diversité de couleurs de fleurs, on a une diversité d’espèces, qui vont permettre à tout un peuple d’insectes, d’araignées et autres animaux de pouvoir vivre là-dedans” explique Guido Meeus, entomologiste de l’association La Dauphinelle.

178 espèces de papillons

Un groupe de naturalistes est venu ce jour-là observer les papillons en particulier. Entre 2014 et 2019, ces passionnés ont réalisé un inventaire des papillons diurnes de la vallée de la Maurienne : 178 espèces ont été recensées, soit plus des deux tiers des espèces présentes en France. Les papillons sont présents jusqu’à 3 000 mètres d’altitude, et suivent les rayons du soleil dont ils captent l’énergie, à l’instar d’un panneau solaire. Les papillons sont des espèces dont l’extinction est accélérée par la présence de l’homme et de ses activités. Alors, la montagne apparaît comme un véritable refuge.

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Les secrets d’un « scarabée diabolique » à la carapace ultra-résistante enfin percés

carapace du scarabé

Des chercheurs ont mené une nouvelle étude pour percer le secret d’une espèce de scarabée qui a la particularité d’avoir une carapace extrêmement résistante. Une protection qui lui permet de résister à la compression, y compris au passage d’une voiture.

Emeline Férard Publié le 22/10/2020 à 14h53 – Mis à jour le 22/10/2020

Avec son corps sombre, sa surface rugueuse et ses excroissances, Nosoderma diabolicum ressemble davantage à un morceau de bois ou une pierre grêlée qu’à un scarabée chatoyant. Cette espèce de coléoptère originaire d’Amérique du Nord figure pourtant parmi les plus fascinantes et pour cause, elle est incroyablement résistante.

Plus exactement, c’est sa carapace qui fait preuve d’une solidité hors normes. Elle figure même parmi les structures les plus coriaces du monde biologique. Inutile donc de tenter de piétiner le diabolical ironclad beetle (en français, le scarabée blindé diabolique), il repartira indemne, comme si de rien n’était.

L’animal qui mesure entre dix et vingt millimètres de long évolue dans les habitats désertiques du sud-ouest des Etats-Unis. Il s’abrite généralement sous des pierres ou dans des arbres, entre l’écorce et le tronc. Un mode de vie qui explique sans doute pourquoi il doit montrer une certaine solidité.

« Conçu comme un petit tank »

Mais quel est le secret de son exosquelette ultra-résistant ? C’est ce que des chercheurs ont voulu déterminer à travers une nouvelle étude. N. diabolicum « est un scarabée terrestre, donc il n’est ni léger, ni rapide. Il est plutôt conçu comme un petit tank« , a expliqué David Kisailus, professeur à l’université de Californie à Irvine dans un communiqué.

« C’est son adaptation : il ne peut pas voler, donc il reste sur place et laisse son armure spécialement conçue pour subir l’assaut jusqu’à ce que le prédateur abandonne« , a-t-il poursuivi. En menant leurs recherches publiées dans la revue Nature, les scientifiques ont pu constater que la réputation du scarabée n’était pas usurpée.

La carapace du scarabée constitue un bouclier très protecteur. On peut observer ici la répartition de ses organes sous son exosquelette. © Jesus Rivera/University of California, Irvine

Après avoir collecté plusieurs spécimens dans les environs, ils les ont soumis à des tests de compression. Les résultats ont montré que le coléoptère est capable de résister à une force d’environ 150 newtons, soit une charge équivalant à environ 39.000 fois sa masse corporelle.

A titre de comparaison, cela correspondrait pour un homme de 90 kilogrammes à une charge de 3,5 millions de kg. Une résistance exceptionnelle qui permettrait au scarabée d’éviter bien des dégâts. Selon les chercheurs, il pourrait ainsi supporter le passage d’une voiture et la force exercée par le pneu estimée à 100 newtons.

En testant d’autres scarabées terrestres, l’équipe a constaté qu’ils étaient incapables de résister à une force moitié moindre que celle supportée par N. diabolicum. Restait à mettre en évidence les particularités lui permettant d’être quasiment indestructible.

Un exosquelette bien pensé

Pour en savoir plus, l’équipe a examiné en détails la carapace en utilisant différentes technologies. Ils ont ensuite réalisé des simulations et conçu des modèles imprimés en trois dimensions pour mettre à l’épreuve leurs hypothèses. Ils ont conclu que le secret réside dans la composition et l’architecture de l’exosquelette et surtout des élytres.

Les élytres sont les structures rigides qui recouvrent et protègent les ailes lorsque les insectes ne sont pas en vol. Or, chez le scarabée diabolique, elles ont évolué pour constituer un véritable bouclier protecteur. Leur couche externe est composée d’une teneur significativement plus élevée en protéines, les rendant plus solides.

Quant à leur structure, les deux élytres sont connectées au niveau d’une suture qui fonctionne comme les pièces d’un puzzle. Quand le scarabée est soumis à une compression, elles lui offrent ainsi deux lignes de défense. Leurs connexions se bloquent pour empêcher les structures de se séparer et d’exposer les parties plus fragiles.

structure entre les élytres

La suture entre les élytres est composée de structures qui se connectent comme les pièces d’un puzzle.  © Jesus Rivera / UCI

Dans le même temps, les microstructures situées au niveau de la suture se déforment et se décollent afin de dissiper l’énergie issue de la compression. Autant de mécanismes qui empêchent la carapace de céder de façon irréparable sous la force exercée et de tuer l’insecte. Tant que la force en question ne dépasse pas sa capacité de résistance.

« Quand vous brisez une pièce de puzzle, vous vous attendez à ce qu’elle se divise au niveau de la jointure, la partie la plus fine« , a décrypté David Kisailus. « Mais nous n’observons pas ce genre de rupture catastrophique avec ce scarabée. Au lieu de cela, il se délamine, aboutissant à une rupture plus en douceur de la structure« .

Une inspiration pour des matériaux plus résistants ?

Si le scarabée diabolique n’a pas encore révélé tous ses secrets, ces conclusions confirment ses impressionnantes capacités de résistance. Une particularité qui pourrait ouvrir la voie vers certaines applications et notamment la conception de matériaux plus durables et plus résistants pour surmonter des difficultés techniques.

En guise d’exemple, les chercheurs évoquent les turbines à gaz des avions : celles-ci sont constituées de pièces métalliques et composite associées par une attache métallique. Une attache qui rajoute du poids et introduit un stress qui peut conduire à des fractures et de la corrosion. Grâce à N. diabolicum, une nouvelle solution pourrait voir le jour.

« Ces attaches diminuent les performances du système et ont besoin d’être remplacées très souvent. Mais les sutures interfaciales du scarabée blindé diabolique aboutissent à une rupture plus robuste et prévisible qui pourrait aider à résoudre ces problèmes« , a souligné Maryam Hosseini, post-doctorante qui a participé à l’étude.

Inspirés par leurs résultats, les chercheurs ont conçu une attache composite en fibres de carbone imitant les structures de l’insecte. Ils ont conclu que leur innovation, soumise à des tests, était plus solide et résistante que les dispositifs actuellement fabriqués et utilisés.

Des papillons battent le record de la plus longue migration d’insectes

papillon: belle dame

Par Anne-Sophie Tassart le 23.06.2021 à 14h46 Lecture 3 min.

Les Belles-Dames, des papillons, sont capables de parcourir entre 12.000 km et 14.000 km aller-retour, quand les conditions météorologiques le permettent

Lorsqu’elle migre, la Belle-Dame (Vanessa cardui), une espèce de papillon, ne fait pas dans la demi-mesure : elle peut traverser le désert du Sahara pour rejoindre l’Europe, révèle une étude publiée le 29 juin 2021 dans la revue américaine PNAS.

Des données récoltées sur le long terme

Ces papillons sont notamment présents en Afrique subsaharienne. En Europe, leur nombre est très variable d’une année à l’autre. Mais jusqu’à maintenant, ce phénomène n’avait pas d’explication. D’où viennent les papillons présents sur le Vieux-Continent ? Ce peut-il qu’ils soient originaires d’Afrique et qu’ils peinent parfois à migrer ? Les entomologistes savent que la Belle-Dame migre au printemps après la saison de reproduction qui se déroule l’hiver. Pour suivre le mouvement de cette espèce, une équipe internationale de recherche a utilisé les données de surveillance obtenues sur le long terme par des milliers de volontaires. Les biologistes ont également pris en compte les données atmosphériques et climatiques concernant l’Afrique et l’Europe.

Des papillons qui parcourent entre 12.000 et 14.000 kilomètres

C’est donc en combinant plusieurs données que les chercheurs ont réussi à avoir une vision plus précise de la migration des Belles-Dames. Ils en ont déduit que ces papillons sont capables de migrer sur des milliers de kilomètres, traversant le désert du Sahara et la Méditerranée pour rejoindre l’Europe. Ce périple ne s’effectue pas tous les ans mais seulement lorsque les conditions météorologiques le permettent. Les Belles-Dames parcourent alors, aller-retour, entre 12.000 et 14.000 km, volant sans s’arrêter le jour et se reposant tout de même la nuit afin de réussir leur traversée du Sahara. Il s’agit de la migration d’insectes la plus longue connue à ce jour. Mais attention : elle se réalise en plusieurs étapes d’un point de vue démographique. « Le nombre de générations pour l’ensemble du circuit annuel est probablement d’environ 6 à 8 générations, explique à Sciences et Avenir le chercheur chinois Gao Hu, auteur principal de l’étude. Aucun individu ne peut couvrir tout le voyage de migration, la traversée s’effectue donc sur plusieurs générations« .

 

 

Cette carte montre les zones traversées par les Belles-Dames durant leur migration. Crédit : Gao Hu et al

Et ce voyage est possible uniquement lorsque la croissance de la végétation sur le parcours est suffisante, que ce soit dans la savane en hiver ou dans le nord de l’Afrique au printemps, ce qui conduit alors à une période de reproduction supplémentaire juste avant de traverser la Méditerranée. En effet, les plantes, dont le développement est favorisé par un climat humide, permettent alors aux chenilles Vanessa cardui de se nourrir. En outre, des vents entre l’Afrique et l’Europe permettent également la migration transcontinentale des Belles-Dames. Ces dernières volent entre un et trois kilomètres au-dessus du niveau de la mer pour en bénéficier.

Selon les chercheurs, cette étude pourrait les aider à mieux évaluer les mouvements migratoires d’autres insectes et tout particulièrement des espèces invasives capables de mettre à sac les cultures ou d’être des vecteurs d’agents pathogènes.

 

Une nouvelle espèce d’insecte nommée d’après le coronavirus

POTAMOPHYLAX

Des entomologistes ont nommé un insecte d’après la pandémie de coronavirus mais également pour mettre en garde contre “une autre pandémie” qui menace les organismes d’eau douce.

Le coronavirus est (malheureusement) une source d’inspiration pour les chercheurs et pas seulement pour ceux œuvrant dans le domaine de la médecine. Affectés par la pandémie, des entomologistes ont nommé une nouvelle espèce d’insecte d’après le Covid-19.

Un insecte de la famille des Trichoptères

C’est au parc national de Bjeshkët e Nemuna, au Kosovo, que le nouveau venu a été collecté par une équipe dirigée par le Pr Halil Ibrahimi de l’Université de Pristina. Des analyses moléculaires et morphologiques ont permis de décrire cette nouvelle espèce le 7 avril 2021 dans la revue Biodiversity Data Journal. En réalité, la collecte sur le terrain a eu lieu il y a quelques années “mais l’article a été écrit durant le confinement lié à la pandémie“, notent les chercheurs. Ces derniers ont donc décidé de l’appeler Potamophylax

coronavirus en mémoire de la crise sanitaire. Il s’agit d’un insecte appartenant à la famille des Trichoptères mais dont la taille est considérablement plus petite que celle d’autres espèces. En

effet, le mâle possède des ailes mesurant environ 10,5 millimètres quand d’autres espèces ont une taille d’aile comprise entre 11 et 18 millimètres.

Une autre pandémie silencieuse

Les entomologistes s’inquiètent déjà du sort de Potamophylax coronavirus. Son nom “met également en évidence au sens figuré une autre pandémie silencieuse survenant chez les organismes d’eau douce des rivières du Kosovo, en raison de la pollution et de la

dégradation des habitats d’eau douce, notamment en raison de l’activité accrue des centrales hydroélectriques mal gérées“, souligne l’étude. Les écosystèmes d’eau douce de la zone où la nouvelle espèce a été trouvée sont également extrêmement menacés par la déforestation et les activités touristiques. Les chercheurs sont donc inquiets : les Trichoptères sont particulièrement sensibles à la pollution des eaux et à la dégradation de leur habitat.

 

Source : Sciences et Avenir

 

Comment les parures des papillons transmettent toutes sortes de messages codés

Publié le 17/03/21 à 08h45

morpho

Les couleurs interviennent dans l’équilibre thermodynamique des papillons — © Sian COOPER / UNSPLASH

  • Les signaux colorés ornant les ailes des papillons constituent un vecteur de communication des plus importants, selon notre partenaire The Conversation
  • On distingue deux grandes catégories de couleurs : celles destinées au camouflage et celles qui délivrent un message destiné aux partenaires ou aux prédateurs.
  • L’analyse de ce phénomène a été menée par Serge Berthier, professeur en physique à Sorbonne Université.

Si vous avez un jour la chance de vous promener au cœur de la forêt amazonienne, vous verrez forcément cet éphémère flash bleu iridescent qui traverse le sous-bois. Vous venez d’admirer le vol du Morpho ! Dans le vert profond de la forêt et le rouge de la terre, on ne voit que ça. Pourquoi ce papillon parfaitement comestible a-t-il choisi de s’exhiber ainsi ? Dans ce cas précis, il s’agit d’un mâle qui signale sa présence à sa discrète compagne, cachée au sommet de la canopée.

morpho rhetenor

 

Chez Morpho rhetenor, les couleurs servent à communiquer au sein de l’espèce : la femelle, jaune et brune, reconnaît le mâle par sa livrée chatoyante et iridescente © Serge Berthier, CC BY-NC-ND

 

Chez les papillons, et particulièrement dans cet environnement chaud et humide, les signaux colorés constituent un des vecteurs de communication intra (au sein d’une même espèce) et interspécifique (envers d’autres espèces, proies ou prédateurs) les plus importants. C’est un jeu complexe où chacun envoie des messages à tout le monde, des informations véridiques, mais aussi trompeuses – des fake news, dirait-on aujourd’hui.

 

L’interprétation de ces jeux subtils a été apportée par les savants explorateurs du XIXe siècle.

Ceux-ci apportèrent beaucoup d’eau au moulin de Charles Darwin, leur contemporain, qui élaborait alors sa théorie de l’évolution des espèces. Ces jeux colorés sont en effet une magnifique illustration de l’évolution et de la sélection naturelle. Ces savants, Henry Walter Bates, Alfred Russell Wallace, Fritz Müeller, pour ne citer que les plus célèbres, ont parcouru l’Amazonie ou les forêts du Sud-est asiatique en tous sens et ont percé les secrets de ces échanges. Un classement des couleurs se met lentement en place, non pas en fonction de leur origine – nous verrons cela plus loin – mais de leur fonction.

Une classification des couleurs

On distingue deux grandes catégories de couleurs, qui valent tout aussi bien pour les animaux que les plantes : les couleurs cryptiques, destinées au camouflage, et les couleurs « sématiques », qui délivrent un message. Les messages des couleurs sématiques peuvent être vrais ou faux, destinés aux partenaires ou aux prédateurs.

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Couleurs et motifs cryptiques de Biston strataria (Hufnagel, 1767) © Serge Berthier, CC BY- NC-ND

 Les messages intraspécifiques, entre mâles et femelles où parfois entre insectes du même sexe, affichent leur appartenance à l’espèce et leur genre (les dimorphismes sexuels, les différences d’aspect sont courants et souvent impressionnants chez les papillons). Les

messages interspécifiques s’adressent aux prédateurs et signalent le danger qu’il y aurait à

attaquer. C’est chez ces derniers que les mimétismes se sont développés. Ils prennent le nom de leurs inventeurs.

Se déguiser en animal non comestible ou dangereux : « j’ai l’air dangereux, mais c’est un faux »

Le mimétisme « batésien », mis en évidence par Henry Walter Bates, est certainement la plus spectaculaire des stratégies défensives des lépidoptères. Elle consiste en l’usurpation par un papillon comestible (le mime) de la livrée sématique – la couleur, les motifs – mais aussi des attitudes de vol d’un insecte non comestible (le modèle), quelle qu’en soit la cause : toxicité, goût désagréable ou venin. Les guêpes ( hyménoptères) par exemple, avec leur abdomen rayé noir et jaune, sont couramment copiées par les lépidoptères. S’il assure une relative immunité au mime, cet insecte qui se drape au fil de l’évolution de couleurs qui ne sont pas les siennes initialement, le mimétisme batésien met l’espèce modèle en danger.

mimétisme batésien

 
   

Mimétisme batésien : à gauche le Monarque Danaus chrysippus (non comestible) et l’un de ses très nombreux mimes, Hippolimnas missipus, comestible © Serge Berthier, CC BY-NC- ND

 L’efficacité du mimétisme batésien est d’autant plus importante que la population mimétique est faible au regard de celle mimée. En effet, l’apprentissage du prédateur s’effectue par une succession de réussites (capturer et manger des insectes comestibles) et d’échecs (insectes non comestibles), une trop forte proportion des insectes-mimes annulerait l’effet d’avertissement des couleurs sématiques des insectes-modèles. De ce point de vue, le mimétisme batésien peut être considéré comme un parasitisme auquel le modèle peut tenter d’échapper en modifiant sa livrée. On peut alors assister à une évolution parallèle du mime et du modèle, ce dernier

tendant à s’éloigner le plus possible du premier qui, ainsi mis en danger, tente de le rattraper.

 

Quand des espèces toxiques se copient les unes les

autres : « ceci n’est pas ma couleur, mais je suis vraiment dangereux »

mimétisme müllerien

 
   

Mimétisme müllérien : Deux espèces toxiques se partageant ma même niche écologiques : Itulia hilione en haut et Thyridia confusa en bas © Serge Berthier, CC BY-NC- ND

 

Les espèces réellement « protégées », car elles sont non comestibles ou dangereuses, et présentant des couleurs sématiques, ne sont pas ipso facto à l’abri des prédateurs. Le danger pour elles, bien réel, survient durant l’apprentissage du prédateur qui, pour associer un désagrément à un signal avertissant, doit y avoir goûté de nombreuses fois. Ce risque d’erreur, souvent fatale pour le papillon, sera d’autant plus faible que le message sera clair et non ambigu. Le message doit être fort – les couleurs sématiques sont voyantes, mais elles ne doivent pas se présenter en trop grand nombre.

 

Ainsi les espèces protégées ont-elles intérêt à offrir une livrée identique aux yeux des prédateurs. Elles se partagent ainsi les pertes dues aux erreurs d’apprentissage des prédateurs et accélèrent ce dernier. Ce type d’associations, dites « müllériennes » et décrites par Fritz Mueller, est un cas limite de mimétisme, puisque tout le monde copiant tout le monde, il n’y a plus de mime ni de modèle bien défini. Et on comprend dès lors que tout intrus comestible dans l’association, par le fait du hasard ou d’un mimétisme batésien, réduit la portée du message.

Curieuses associations de couleurs

On peut souvent observer des papillons très bien camouflés au repos, mais qui exhibent des couleurs très voyantes lorsqu’ils décollent. C’est une autre stratégie.

association cryptique,sémantique

 
   

Association cryptique/sématique, dite association « guillominéenne » chez Catacolia ilia. Les ailes antérieures, exposées au repos sont cryptiques ; les ailes postérieures, visibles en vol, sont sématiques © Serge Berthier, CC BY-NC-ND

 

Les couleurs agissent au gré des mouvements des ailes. Le message est à chercher dans la dynamique de leur apparition ou disparition ! Par exemple, les colorations « éclairs », où un papillon camouflé révèle brusquement les couleurs vives de ses ailes postérieures en décollant, provoquent un instant d’indécision chez l’attaquant. À l’inverse, le prédateur peut être d’abord attiré par un signal visuel fort d’un papillon en vol, et ne plus voir sa proie qui devient invisible lorsqu’elle est au repos. En ce cas, le prédateur, éternellement frustré, finit par associer la couleur non plus à une proie, mais à une absence de proie ! Il finira par ne plus être attiré par cette couleur. Ces phénomènes sont appelés « associations guillauminéennes », du nom de l’entomologiste Guillemin.

Se draper de couleurs pour se tenir chaud

Les couleurs ont une autre fonction, non pas liée cette fois à leur aspect visuel, mais à l’origine pigmentaire de certaines d’entre elles. Les pigments absorbent une partie du spectre solaire pour ne laisser voir que l’autre (un pigment rouge absorbe toutes les longueurs d’onde du violet au jaune). Cette lumière absorbée et donc l’énergie qu’elle transporte sont généralement converties en chaleur. Les couleurs interviennent donc aussi dans l’équilibre thermodynamique des papillons qui sont des organismes « exothermes », qui puisent une grande partie de leur énergie… du soleil.

Ces petites bêtes qui rendent service à la nature

Les fourmis rousses font voyager les graines

Formica rufa se nourrit essentiellement d’araignées et d’insectes ainsi que de miellat, un liquide sucré excrété par les pucerons. Mais ces fourmis raffolent aussi des graines, dont elles consomment la petite excroissance charnue riche en lipides et en protéines, laissant intacte la partie nécessaire à la germination. En transportant ces graines vers leur fourmilière, voire en les perdant en route, elles permettent ainsi à de nouveaux plants de germer loin de la plante mère.

fourmi rousseUne fourmi rousse

Les araignées régulent les populations d’insectes

argiope

L’argiope frelon bâtit sa toile à la lisière des bois, un emplacement propice à la capture des insectes : une étude suisse a montré qu’en été une femelle attrape chaque jour 90 milligrammes d’insectes, soit près de 20 % de son poids ! Parmi les préférés de l’argiope : des orthoptères (sauterelles, grillons) et des hyménoptères (guêpes, fourmis). À l’échelle du globe, les araignées avaleraient entre 400 millions et 800 millions de tonnes de proies par an. Elles font elles-mêmes le régal des oiseaux, des hérissons et des musaraignes…

araignée

Les vers de terre bonifient les sols

ver de terre

Lorsqu’ils trouvent de la nourriture en surface, les vers de terre communs (Lumbricus terrestris) l’emmènent en profondeur où ils la laissent se décomposer avant de la manger, mélangée à de la terre. Sur 1 hectare de sol, l’équivalent de 250 000 lombrics fait ainsi transiter entre 300 et 600 tonnes de terre dans leur tube digestif ! Or leurs déjections enrichissent les sols.

Par ailleurs, les tunnels qu’ils créent aèrent la terre et favorisent la circulation des liquides et des gaz dont se nourrissent les plantes, via leurs racines. Ils accélèrent également l’infiltration de l’eau, contribuant à limiter le ruissellement et l’érosion.

ver de terre

Les géotrupes des bois nettoient les forêts

géotrupe des bois

Anoplotrupes stercorosus, communément appelé bousier, mange les déjections de mammifères (cervidés, chevaux, lapins…) et même des champignons en pleine décomposition ! Au printemps, ce scarabée enterre ses œufs au fond de corridors, parfois longs de plusieurs dizaines de centimètres, creusés dans la terre. Il les installe sur des excréments d’animaux rapportés de la surface et rassemblés en boule, à partir desquels se nourriront les futures larves.

Un bousier au travail

bousier au travail

Les cloportes communs recyclent les détritus

cloporte

Armadillidium vulgare est un détritiphage : il ne mange que des feuilles et des herbes en décomposition. Grâce à ce régime alimentaire, il permet aux nutriments de retourner plus rapidement dans le sol. Souvent caché sous les écorces ou le bois mort, le cloporte dispose d’assistants originaux pour digérer ces détritus : des chercheurs français ont découvert que le système digestif de ces insectes abrite pas moins de 300-espèces de bactéries différentes !

cloporte