La palette de couleurs des oiseaux que vous voyez par la fenêtre dépend de l’endroit où vous vivez. Si vous êtes loin de l’équateur, la plupart des oiseaux ont tendance à avoir des couleurs ternes, mais plus vous vous rapprochez des tropiques, plus vous verrez probablement des plumes de plus en plus colorées.
Les scientifiques se demandent depuis longtemps pourquoi il y a plus d’oiseaux aux couleurs vives dans les tropiques que dans d’autres endroits, et ils se demandent également comment ces oiseaux aux couleurs vives sont arrivés là en premier lieu : c’est-à-dire si ces plumes colorées ont évolué dans les tropiques, ou si les oiseaux tropicaux ont des ancêtres colorés qui sont venus dans la région d’ailleurs.
Dans une étude publiée dans la revue Écologie de la nature et évolutionLes scientifiques ont créé une base de données de 9 409 oiseaux pour explorer la répartition des couleurs à travers le monde.
Ils ont découvert que les plumes irisées et colorées provenaient de 415 espèces d’oiseaux dans l’arbre de vie et, dans la plupart des cas, de l’extérieur des tropiques – et que l’ancêtre de tous les oiseaux modernes avait probablement aussi des plumes irisées.
« Depuis des décennies, les scientifiques émettent l’hypothèse selon laquelle il existe des espèces d’oiseaux plus brillantes ou plus colorées sous les tropiques », explique Chad Eliason, chercheur au Field Museum de Chicago et auteur principal de l’étude.
« Nous voulions trouver le mécanisme qui nous aiderait à comprendre ces tendances : comment ces couleurs vives sont apparues là et comment elles se sont propagées dans l’arbre généalogique des oiseaux au fil du temps. »
Les animaux produisent des couleurs de deux manières principales : les pigments et les structures. Les cellules produisent des pigments comme la mélanine, responsable des colorations noires et brunes. La couleur structurelle provient de la façon dont la lumière rebondit sur différentes structures cellulaires. L’iridescence, le chatoiement arc-en-ciel qui change en fonction de la façon dont la lumière frappe un objet, est un exemple de couleur structurelle.
Les oiseaux tropicaux tirent leurs couleurs d’une combinaison de pigments brillants et de couleurs structurelles. Le travail d’Eliason se concentre sur la couleur structurelle, il a donc voulu explorer cet élément de la coloration des oiseaux tropicaux. Lui et ses collègues ont passé au peigne fin des photographies, des vidéos et même des illustrations scientifiques de 9 409 espèces d’oiseaux, soit la grande majorité des quelque 10 000 espèces d’oiseaux vivantes connues de la science. Les chercheurs ont suivi les espèces qui ont des plumes irisées et où ces oiseaux se trouvent.
Les scientifiques ont ensuite combiné leurs données sur la coloration et la répartition des oiseaux avec un arbre généalogique préexistant, basé sur l’ADN, montrant comment toutes les espèces d’oiseaux connues sont liées les unes aux autres. Ils ont transmis ces informations à un système de modélisation pour extrapoler les origines et la propagation de l’iridescence. « En gros, nous avons fait beaucoup de mathématiques », explique Eliason.
Compte tenu des liens entre les espèces modernes et de leur localisation, ainsi que des schémas généraux de formation des espèces et de l’évolution de leurs caractéristiques, comme les couleurs, au fil du temps, le logiciel de modélisation a déterminé l’explication la plus probable des couleurs des oiseaux que nous observons aujourd’hui : des oiseaux colorés venus de l’extérieur des tropiques sont souvent arrivés dans la région il y a des millions d’années, puis se sont diversifiés en de plus en plus d’espèces différentes. Le modèle a également révélé une surprise concernant l’ancêtre de tous les oiseaux modernes.
Pour rappel, les oiseaux constituent un groupe spécialisé de dinosaures : le plus ancien oiseau connu, l’Archaeopteryx, a vécu il y a 140 millions d’années. Un sous-groupe d’oiseaux appelé Neornithes a évolué il y a 80 millions d’années, et ce groupe est devenu le seul oiseau (et dinosaure) à survivre à l’extinction massive d’il y a 66 millions d’années.
Tous les oiseaux modernes appartiennent à la famille des Neornithes. Le modèle élaboré par Eliason et ses collègues suggère que l’ancêtre commun de tous les Neornithes, il y a 80 millions d’années, avait des plumes irisées qui scintillent encore dans l’arbre généalogique des oiseaux.
« J’ai été très enthousiaste d’apprendre que l’état ancestral de tous les oiseaux est l’iridescence », explique Eliason.
« Nous avons déjà trouvé des traces fossiles d’oiseaux irisés et d’autres dinosaures à plumes, en examinant des plumes fossilisées et les structures productrices de pigments préservées dans ces plumes. Nous savons donc que des plumes irisées existaient déjà au Crétacé. Ces fossiles viennent étayer l’idée de notre modèle selon laquelle l’ancêtre de tous les oiseaux modernes était également irisé. »
La découverte selon laquelle les premiers Neornithes étaient probablement irisés pourrait avoir des implications importantes pour la paléontologie. « Nous allons probablement trouver beaucoup plus d’iridescences dans les fossiles maintenant que nous savons comment les observer », déclare Eliason.
Bien que cette nouvelle étude nous éclaire sur la manière dont l’iridescence s’est propagée dans l’arbre généalogique des oiseaux au cours de millions d’années, de grandes questions demeurent. « Nous ne savons toujours pas pourquoi l’iridescence a évolué en premier lieu », explique Eliason.
« Les plumes irisées peuvent être utilisées par les oiseaux pour attirer des partenaires, mais l’iridescence est également liée à d’autres aspects de la vie des oiseaux.
« Par exemple, les hirondelles bicolores changent de couleur lorsque l’humidité change, donc l’iridescence pourrait être liée à l’environnement, ou à une autre propriété physique des plumes, comme la résistance à l’eau. Mais en savoir plus sur la façon dont il y a eu autant d’oiseaux irisés dans les tropiques pourrait nous aider à comprendre pourquoi l’iridescence a évolué. »
Plus d’information:
Les transitions entre les mécanismes de couleur affectent la dynamique de spéciation et la répartition des aires de répartition des oiseaux, Nature Écologie et Évolution (2024). DOI : 10.1038/s41559-024-02487-5