La vie dans l’Arctique est rude. Les températures arctiques sont punitives, rendant la vie difficile pour de nombreux animaux. Pourtant, de nombreux insectes, y compris des moustiques, parviennent à prospérer dans la région gelée. Alors pourquoi ne se gèlent-ils pas ?
« Ils peuvent geler solidement », explique Callaghan, écologiste de l’Arctique à l’Université de Sheffield. Mais les insectes ont développé de nombreuses stratégies efficaces et variées pour éviter de mourir de froid. Celles-ci se répartissent essentiellement en deux catégories : « Soit elles évitent le gel, soit elles le tolèrent », explique Callaghan.
Pour éviter le froid, de nombreux insectes passent par une phase de repos pendant les mois d’hiver, une période de dormance et de développement suspendu connue sous le nom de diapause. Cela se produit généralement lorsque les insectes sont des œufs ou des larves et leur donne une meilleure protection contre le froid.
Certains insectes perdent leur eau corporelle en réponse au froid, finissant par en perdre la quasi-totalité. Cela contrôle l’endroit où les cristaux de glace peuvent se former dans le corps, l’éloignant des organes vitaux. Ces insectes tolèrent le froid en congelant essentiellement des solides mais sans aucun des effets nocifs. Lorsque la glace fond à la fin de l’hiver, ils se remettent en mouvement.
De nombreux insectes produisent également des composés, comme l’alcool naturel glycérol, qui agissent comme antigel. Ces produits chimiques empêchent la formation de cristaux de glace et permettent aux insectes vivant dans le froid de « se sur-refroidir », ce qui signifie que leur eau corporelle peut chuter à une température bien inférieure à zéro sans geler.
Un coléoptère est connu pour se refroidir à des températures inférieures à -50 degrés Celsius. La glace à l’intérieur peut éventuellement se transformer en un état semblable à du verre – sans cristaux de glace dommageables – dans un processus connu sous le nom de vitrification.
Recherche collaborative dans l’Arctique
Callaghan est le fondateur et le coordinateur scientifique du projet INTERACT financé par l’UE qui a financé 1 000 chercheurs pour travailler dans l’Arctique. Cette énorme collaboration a connecté 89 stations de recherche à travers les régions gelées, avec des scientifiques travaillant ensemble pour en savoir plus sur les changements environnementaux et écologiques.
Une découverte passionnante a été la découverte d’une nouvelle espèce de bourdon arctique, découverte par une équipe de scientifiques dirigée par la Belgique et décrite pour la première fois dans le Journal zoologique de la Linnean Society. L’abeille a été nommée Bombus interacti, d’après le projet INTERACT.
Une facette majeure du projet INTERACT était l’apprentissage mutuel, avec un forum en ligne permettant aux scientifiques de tout le réseau de discuter de questions allant de la sécurité du travail sur le terrain à la réduction de l’empreinte environnementale des stations de recherche basées dans l’Arctique. Et peut-être comment survivre au froid des hivers arctiques…
Effets d’entraînement des insectes hivernants
Certains des changements environnementaux observés dans le monde entier – et particulièrement dans les régions polaires – se reflètent également dans les stratégies d’hivernage des insectes.
La teigne d’automne, par exemple, hiverne en diapause sous forme d’œufs sur les branches des bouleaux. Ces œufs sont généralement tués pendant les hivers où les températures descendent en dessous de -33 degrés Celsius, ce qui réduit ensuite les dommages causés aux bouleaux au printemps et en été par les chenilles.
Pourtant, à mesure que les températures hivernales augmentent, un plus grand nombre d’œufs de papillons de nuit survivent et les chenilles endommagent ou tuent davantage de bouleaux. Les papillons se succèdent donc et se propagent, s’ajoutant à ce cycle. « Ainsi, la survie hivernale des insectes peut être bonne pour eux, mais pas nécessairement pour d’autres parties de l’écosystème », explique Callaghan.
Baptiste Martinet et al, La taxonomie intégrative d’un complexe d’espèces de bourdons arctiques met en évidence une nouvelle espèce cryptique (Apidae : Bombus), Journal zoologique de la Linnean Society (2019). DOI : 10.1093/zoolinnean/zlz041