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Qui se ressemble s’assemble... dans différents microhabitats : étonnante diversité des papillons mimétiques amazoniens

par Frédéric Magné - publié le

 

En Amazonie, de nombreux papillons, appartenant parfois à des familles très distantes, ont convergé vers des motifs colorés similaires qui indiquent aux prédateurs qu’ils sont impropres à la consommation. Or, malgré une forte sélection pour la convergence, on observe localement une étonnante diversité de motifs colorés. Un groupe de chercheurs basés aux Etats-Unis (Université de Floride), en Grande Bretagne (Université de Cambridge) et en France (CNRS et MNHN, Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité) vient de montrer que le maintien de cette diversité en apparence paradoxale est dû à la ségrégation des papillons et de leurs prédateurs entre différents microhabitats. Cette étude a été récemment publiée en ligne dans la revue Proceedings of the Royal Society B.

 

Oleria onega et Hyoscada illinissa, deux espèces mimétiques dont les lignées ont divergé il y a 14 millions d’années, qui coexistent dans le sous-bois des forêts amazoniennes. © Fundacion Sumac Muyu - Reserva Bigal.

 
Les papillons sont des proies très appréciées des oiseaux et de nombreuses espèces ont développé des adaptations qui leur permettent d’échapper à la prédation, comme le camouflage ou la déviation de l’attaque vers des parties non vitales de l’organisme. Une façon très efficace de décourager les prédateurs est de posséder des défenses chimiques, qui leur confèrent un goût amer et une certaine toxicité. De nombreux papillons tropicaux possèdent de telles défenses chimiques, signalées par des motifs vivement colorés ou contrastés, que les prédateurs (essentiellement des oiseaux) apprennent à reconnaître et éviter au prix d’expériences désagréables. Dans la forêt amazonienne, on observe une convergence spectaculaire pour ces motifs entre espèces toxiques qui coexistent. En effet, la mortalité inhérente à l’apprentissage initial des prédateurs est alors répartie entre plusieurs espèces de papillons, donc au final parmi un plus grand nombre d’individus. Il est donc avantageux pour tout le monde d’utiliser le même signal de toxicité. La convergence de motifs entre espèces toxiques, appelée mimétisme mullérien, du nom de Fritz Müller, le biologiste allemand qui a décrit et formalisé ce phénomène en 1879, est donc le résultat de la sélection naturelle. Ainsi, on s’attend à ce que toutes les espèces toxiques convergent vers le même motif au sein d’une localité. Or, il n’en est rien. Chez les papillons mimétiques amazoniens, une portion de forêt d’1 km2 peut abriter jusqu’à 15 types de motifs différents, formant autant de groupes mimétiques.
 

Huit motifs mimétiques qui coexistent fréquemment dans les communautés de papillons amazoniennes.
Chacun des groupes mimétiques définis par ces motifs comporte plusieurs espèces. © Keith Willmott

 
Comment une telle diversité mimétique peut-elle être maintenue, alors même que la sélection pour la convergence est si forte ? Keith Willmott et ses collaborateurs ont cherché à répondre à cette question en échantillonnant une communauté de 67 espèces de papillons mimétiques et de 127 espèces d’oiseaux insectivores en Amazonie équatorienne. Les chercheurs ont mis en évidence des préférences pour différents microhabitats (sous-bois/canopée ; ruisseaux/côtes) aussi bien chez les papillons que chez les oiseaux, et ils ont montré que les rencontres proies-prédateurs ne se font pas de façon aléatoire : certains oiseaux rencontrent des papillons portant certains motifs bien plus souvent qu’attendu au hasard, car ils occupent le même microhabitat. Si différents microhabitats n’ont pas les mêmes prédateurs, alors la sélection pour la convergence des motifs entre papillons occupant ces microhabitats est très faible. Différents groupes mimétiques peuvent ainsi se maintenir de façon stable, répartis entre différents microhabitats. « Ces résultats confirment pour la première fois des prédictions théoriques indiquant qu’une ségrégation des prédateurs en microhabitats permet de maintenir une diversité mimétique », explique Marianne Elias de l’Institut de Systématique , Evolution, Biodiversité et co-auteur de l’étude.
Les chercheurs ont validé ce raisonnement de façon expérimentale en plaçant des papillons portant des motifs jaunes d’une part, et des motifs tigrés d’autre part, dans les microhabitats préférés respectivement par ces deux types de papillons (ruisseaux pour les papillons jaunes, côtes pour les tigrés), et ils ont relevé les marques de prédation par des oiseaux. Conformément aux attentes, les papillons jaunes ont été plus attaqués sur les côtes, et les tigrés près des ruisseaux. La ségrégation des oiseaux et des groupes mimétiques en microhabitats se traduit donc par une plus forte prédation des papillons portant des motifs rares dans ces microhabitats, ce qui empêche la convergence mimétique entre microhabitats, et permet de maintenir une forte diversité mimétique locale.

Cette étude vient s’ajouter à une littérature scientifique abondante sur l’interdépendance entre espèces (par exemple les interactions antagonistes ou mutualistes entre plantes, herbivores, pollinisateurs, parasitoïdes…), où des changements écologiques de faible amplitude ont des répercutions en cascade pour de multiples espèces, et permettent de générer et de stabiliser la diversité.
 
 
 class= Référence

"Maintaining mimicry diversity : optimal warning colour patterns differ among microhabitats in Amazonian clearwing butterflies", Willmott KR, Robinson Willmott JC, Elias M & Jiggins CD, Proceedings of the Royal Society B, 24 mai 2017.
 
Contact chercheuse

Marianne Elias,
Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (CNRS, MNHN, UPMC, EPHE – Sorbonne Universités)
E-mail : elias@mnhn.fr
 
Contact communication

Geraldine Veron
Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (CNRS, MNHN, UPMC, EPHE – Sorbonne Universités)
E-mail : geraldine.veron@mnhn.fr
 
 
Source : CNRS INEE http://www.cnrs.fr/inee