Les chauves-souris, en tant que principal prédateur des insectes volants nocturnes, créent une pression sélective qui a conduit nombre de leurs proies à développer une sorte de système d’alerte précoce : des oreilles spécialement adaptées à l’écholocation à haute fréquence des chauves-souris. À ce jour, les scientifiques ont découvert au moins six ordres d’insectes, dont des papillons de nuit, des coléoptères, des grillons et des sauterelles, qui ont développé des oreilles capables de détecter les ultrasons.
Mais les cicindèles vont encore plus loin. Lorsqu’ils entendent une chauve-souris à proximité, ils réagissent avec leur propre signal ultrasonore, et pour le les 30 dernières années, personne ne sait pourquoi.
« C’est une idée tellement étrangère aux humains : ces animaux qui volent la nuit en essayant de se rattraper dans l’obscurité pratiquement totale, en utilisant le son comme moyen de communication », a déclaré Harlan Gough, auteur principal d’une étude. nouvelle étude publié dans la revue Lettres de biologie cela résout enfin le mystère. Alors qu’il effectuait ses recherches doctorales au Musée d’histoire naturelle de Floride, il a estimé que les cicindèles devaient bénéficier d’un avantage majeur en émettant ce son, car cela aiderait également les chauves-souris à les localiser.
Les cicindèles sont le seul groupe de coléoptères que connaissent les scientifiques qui semblent produire des ultrasons en réponse à la prédation des chauves-souris. Cependant, on estime que 20 % des espèces de papillons nocturnes possèdent cette capacité et constituent une référence utile pour comprendre le comportement d’autres insectes. « C’était une étude vraiment amusante parce que nous avons pu décortiquer l’histoire couche par couche », a déclaré Gough.
Les chercheurs ont commencé par confirmer que les cicindèles produisaient des ultrasons en réponse à la prédation des chauves-souris. Lorsque les chauves-souris volent dans le ciel nocturne, elles envoient périodiquement des impulsions ultrasoniques, qui leur donnent des instantanés de leur environnement. Lorsqu’une chauve-souris a localisé une proie potentielle, elle commence à cliquer plus fréquemment, ce qui lui permet de se verrouiller sur sa cible.
Cela crée également une séquence d’attaque d’écholocation distincte des chauves-souris, que les chercheurs ont jouée pour les cicindèles afin de voir comment ils réagiraient. Lorsqu’un coléoptère vole, sa coquille dure s’ouvre pour révéler deux ailes postérieures qui génèrent de la portance. Les élytres, qui recouvraient autrefois les ailes, sont protecteurs et n’aident pas au vol. Ceux-ci sont généralement retenus et à l’écart.
Les chercheurs ont passé deux étés dans les déserts du sud de l’Arizona et ont collecté 20 espèces différentes de cicindèles à étudier. Parmi eux, sept ont répondu aux séquences d’attaques de chauves-souris en balançant légèrement leurs élytres vers l’arrière. Cela a amené les battements des ailes postérieures à frapper les bords arrière des élytres, comme si les deux paires d’ailes battaient des mains. Aux oreilles d’un humain, cela ressemble à un léger bourdonnement, mais une chauve-souris capterait les fréquences les plus élevées et entendrait le scarabée haut et fort.
« Réagir à l’écholocation d’une chauve-souris est une capacité beaucoup moins courante que simplement pouvoir entendre l’écholocation », a déclaré Gough. « La plupart des papillons de nuit ne chantent pas ces sons par la bouche, comme nous pensons aux chauves-souris qui émettent des échos par la bouche et le nez. Les papillons de nuit, par exemple, utilisent une structure spécialisée sur le côté du corps, vous avez donc besoin de cette structure pour faire des ultrasons. ainsi que des oreilles pour entendre la chauve-souris.
Les cicindèles réagissaient certainement au bruit d’une attaque de chauve-souris par des ultrasons. Mais pourquoi?
Certains papillons peuvent brouiller le sonar des chauves-souris en produisant plusieurs clics successifs et rapprochés. Les chercheurs ont cependant rapidement exclu cette possibilité pour les cicindèles, car elles produisent des ultrasons trop simples pour un tel exploit.
Au lieu de cela, ils soupçonnaient que les cicindèles, qui produisent du benzaldéhyde et du cyanure d’hydrogène comme produits chimiques défensifs, utilisaient des ultrasons pour avertir les chauves-souris qu’elles sont nocives, comme le font de nombreux papillons nocturnes.
« Ces composés défensifs se sont révélés efficaces contre certains insectes prédateurs », a déclaré Gough. « Certaines cicindèles, lorsque vous les tenez dans votre main, vous pouvez réellement sentir certains des composés qu’elles produisent. »
Ils ont testé leur théorie en nourrissant 94 cicindèles. grosses chauves-souris brunes, qui se nourrissent d’un large éventail d’insectes mais montrent une forte préférence pour les coléoptères. À leur grande surprise, 90 d’entre eux ont été complètement mangés, tandis que deux ne l’ont été que partiellement et seulement deux ont été rejetés, ce qui indique que les produits chimiques défensifs des coléoptères ne dissuadent pas les grosses chauves-souris brunes.
Selon Akito Kawahara, directeur du Centre McGuire pour les lépidoptères et la biodiversité du musée, c’était la première fois que des scientifiques testaient si les cicindèles étaient réellement nocives pour les chauves-souris.
« Même si vous identifiez un produit chimique, cela ne signifie pas qu’il constitue une défense contre un prédateur particulier », a déclaré Kawahara. « En fait, vous ne le savez pas tant que vous n’avez pas fait l’expérience avec le prédateur. »
Il s’est avéré que les cicindèles n’utilisent pas les ultrasons pour avertir les chauves-souris de leur nocivité. Mais il restait une dernière possibilité. Certains papillons produisent des ultrasons anti-chauves-souris même s’ils sont appétissants. Les scientifiques pensent que ces papillons tentent de tromper les chauves-souris en imitant acoustiquement les signaux ultrasonores d’espèces de papillons véritablement nuisibles.
Les cicindèles pourraient-elles faire quelque chose de similaire ? Les chercheurs ont comparé les enregistrements d’ultrasons de cicindèles, collectés plus tôt dans l’étude, avec les enregistrements de papillons de nuit déjà présents dans leur base de données. En analysant les signaux ultrasonores, ils ont trouvé un chevauchement évident et la réponse à leur question.
Les cicindèles, qui n’ont pas de défense chimique contre les chauves-souris, produisent des ultrasons pour imiter les papillons tigrés, qui sont nocifs pour les chauves-souris.
Mais ce comportement est limité aux cicindèles qui volent la nuit. Certaines des 2 000 espèces de cicindèles sont actives exclusivement pendant la journée, utilisant leur vision pour chasser et chasser des insectes plus petits et n’ont pas la pression sélective de la prédation des chauves-souris. Les 12 espèces diurnes de cicindèles que les chercheurs ont incluses dans l’étude en sont la preuve.
« Si vous attrapez une de ces cicindèles qui s’endort la nuit et lui joue l’écholocation des chauves-souris, elle ne réagit pas du tout », a déclaré Gough. « Et ils semblent pouvoir perdre assez rapidement la capacité d’avoir peur de l’écholocation des chauves-souris. »
Les chercheurs soupçonnent qu’il pourrait y avoir encore plus d’exemples non découverts de mimétisme ultrasonique, étant donné que l’acoustique du ciel nocturne est sous-étudiée.
« Je pense que cela se produit partout dans le monde », a déclaré Kawahara. « Avec mon collègue Jesse Barber, nous étudions cette question ensemble depuis de nombreuses années. Nous pensons qu’il ne s’agit pas seulement des cicindèles et des papillons nocturnes. Cela semble se produire avec toutes sortes d’insectes nocturnes différents, et nous ne le savons tout simplement pas simplement parce que nous n’avons pas testé de cette manière.
Ces interactions écologiques délicates risquent également d’être bientôt perturbées. Le mimétisme acoustique nécessite un environnement calme pour fonctionner, mais les impacts humains tels que le bruit et la pollution lumineuse modifient déjà l’apparence et le son du ciel nocturne.
« Si nous voulons comprendre ces processus, nous devons le faire maintenant », a déclaré Kawahara. « Des processus étonnants se déroulent dans nos jardins et nous ne pouvons pas les voir. Mais en rendant notre monde plus bruyant, plus lumineux et en modifiant la température, ces équilibres peuvent se rompre. »
Juliette Rubin, ancienne étudiante diplômée de l’Université de Floride, et Jesse Barber de la Boise State University étaient également les auteurs de l’étude.
Plus d’information:
Les cicindèles produisent des ultrasons anti-chauves-souris et sont probablement des imitateurs du papillon batesien, Lettres de biologie (2024). DOI : 10.1098/rsbl.2023.0610. royalsocietypublishing.org/doi… .1098/rsbl.2023.0610