Les espèces envahissantes offrent une opportunité de recherche rare, car elles colonisent souvent de nouveaux environnements très différents de leur habitat d’origine. Une de ces espèces est le caméléon à trois cornes de Jackson (Triocère j. xantholophus), qui a été accidentellement introduit dans les îles hawaïennes dans les années 1970.
Notre étude, publié aujourd’hui dans Avancées scientifiquesmontre que les caméléons hawaïens affichent des signaux sociaux beaucoup plus brillants que les individus de leur habitat d’origine en Afrique de l’Est et pourraient représenter un exemple d’évolution rapide.
Loin de chez moi
En 1972, environ 36 caméléons de Jackson se sont rendus de leur Kenya natal à l’île hawaïenne d’Oahu, destinés au commerce des animaux de compagnie.
Les caméléons étaient un peu moins usés lorsqu’ils sont arrivés à Hawaï, après un voyage long et éprouvant qui aurait commencé des jours avant leur chargement dans l’avion à Nairobi.
L’histoire continue qu’un propriétaire d’animalerie d’Oahu, Robin Ventura, a ouvert la caisse dans son jardin pour leur donner de l’air frais et une occasion de récupérer. Vraisemblablement, il a sous-estimé la vitesse à laquelle les caméléons peuvent se déplacer (et récupérer) – et ils se sont rapidement dispersés dans les environs.
Cette population fondatrice a représenté une invasion accidentelle et est devenue par la suite une expérience imprévue de l’évolution. Que se passe-t-il lorsqu’un animal aux caractéristiques sociales colorées – issu d’une population comptant de nombreux prédateurs d’oiseaux et de serpents – est introduit sur une île pratiquement exempte de prédateurs ?
L’évolution en action ?
Nous avons prédit que les caméléons hawaïens, étant relativement exempts de prédation, auraient des affichages plus élaborés ou plus lumineux que leurs homologues kenyans. Nous avons également prédit qu’ils seraient plus visibles lorsqu’ils seraient vus par leurs prédateurs d’Afrique de l’Est, tels que les oiseaux et les serpents.
Dans le règne animal, les étalages lumineux ou colorés peuvent attirer l’attention des prédateurs aux yeux perçants. Cela réduit la probabilité de survie d’un animal individuel et, par extension, sa capacité de reproduction (ou le nombre de gènes qu’il transmet aux générations futures).
Quand la survie est menacée, sélection naturelle agit comme un frein et arrête l’élaboration ultérieure de la couleur, ou déplace les couleurs vives vers des zones du corps moins visibles pour les prédateurs.
Par exemple, de nombreuses espèces de lézards ont des couleurs vives cachées sur leur ventre ou leur gorge. En Afrique du Sud, les lézards plats mâles d’Augrabies signaleront aux mâles rivaux en levant le dessous et en exposant la gorge, qui est gonflée.
D’autre part, des affichages bien en vue peuvent également augmenter la condition physique. Par exemple, les mâles plus brillants ou plus colorés peuvent avoir un meilleur accès aux femelles, soit en remportant des concours avec des mâles rivaux, soit simplement en apparaissant plus attrayants pour les femelles.
Ce bras de fer entre survie et forme physique est bien documenté chez les espèces à coloration fixe ou dépendante des saisons. Par exemple, guppys deviennent moins colorées lorsque de dangereux prédateurs partagent leurs ruisseaux. Cependant, il est moins compris chez les animaux avec un changement de couleur dynamique comme les caméléons.
Bien que nous ayons une bonne compréhension de la façon dont les caméléons changent de couleur, nous ne savons pas s’ils modulent leurs affichages lorsqu’il y a plus de prédateurs dans leur environnement. Il se peut également que la sélection naturelle les empêche de produire des signaux de couleur colorés ou lumineux au-delà d’un certain seuil.
Pour tester nos prédictions, nous nous sommes rendus au Kenya et à Hawaï pour étudier le changement de couleur chez les caméléons sauvages.
Des sujets de test dynamiques
Les caméléons sont d’excellents sujets d’étude car ils ont une réponse de stimulus très forte. Vous pouvez les faire sauter sur une branche loin de leurs repaires habituels et leur présenter un faux prédateur ou un autre caméléon, et ils consacreront toute leur attention au stimulus tout en vous ignorant complètement.
Nous avons présenté chaque caméléon mâle avec un mâle rival, une femelle, un prédateur d’oiseau modèle et un prédateur de serpent modèle, chacun dans une interaction en tête-à-tête. Lors des présentations nous avons mesuré leur couleur à l’aide d’un spectromètre optique.
Cet instrument nous permet de quantifier deux métriques de couleur : le contraste chromatique (essentiellement à quel point elles sont colorées) et le contraste de luminance (à quel point elles sont lumineuses). Nous pourrions alors estimer à quel point un caméléon en parade serait détectable pour un observateur, qu’il s’agisse d’un autre caméléon, d’un prédateur d’oiseau ou de serpent.
Nous avons également mesuré la végétation feuillue qui forme la toile de fond sur laquelle un caméléon signale. De cette façon, nous pourrions estimer à quel point un caméléon qui s’affiche serait détectable dans un contexte particulier.
Un exemple passionnant de changement rapide
Les résultats ont été particulièrement enthousiasmants et ont dépassé nos attentes. Nous avons découvert que les caméléons hawaïens avaient des affichages beaucoup plus brillants que les caméléons kenyans lors des concours masculins et lorsqu’ils courtisaient les femmes. Ils étaient également plus visibles dans leur origine hawaïenne que kenyane.
Ceci est cohérent avec ce que les scientifiques appellent « l’adaptation locale ». C’est l’idée que les signaux seront affinés pour être plus détectables dans l’environnement dans lequel ils sont utilisés.
Pour les caméléons hawaïens, une conséquence involontaire d’être plus brillants était qu’ils étaient également plus détectables par leurs prédateurs indigènes.
Chez les caméléons mâles rivaux, la dominance est signalée en passant du vert au jaune citron. Dans ce clip, deux mâles sont de force égale et tous deux signalent leur domination. Lorsque le concours est réglé, le gagnant reste jaune citron un peu plus longtemps tandis que le subordonné devient brun.
Fait intéressant, cet effet était plus prononcé face aux oiseaux par rapport aux serpents, probablement parce que les serpents ont une moins bonne discrimination des couleurs que les oiseaux. Enfin, les caméléons hawaïens avaient également une plus grande capacité à changer de couleur que les caméléons kenyans – ils pouvaient le faire sur une plus grande plage.
Nous ne pouvons pas être complètement sûrs que les signaux plus brillants chez les caméléons hawaïens représentent une évolution rapide. Il est également possible que ce degré de changement de couleur soit dû à plasticitéc’est-à-dire lorsqu’un animal passe à un état différent en raison des conditions environnementales dominantes.
Néanmoins, la plasticité elle-même peut évoluer – et le changement de couleur chez les caméléons peut être une combinaison à la fois de changement évolutif et de plasticité.
Martin J. Whiting et al, les caméléons envahissants libérés de la prédation affichent des couleurs plus visibles, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abn2415
Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original.