Montre-moi ta mâchoire et je te dirai ce que tu manges : telle pourrait être la devise d’une étude menée à l’Université de Kiel (CAU) et à l’Université de Tokyo. Les chercheurs ont étudié si l’usure des pièces buccales des insectes pouvait être utilisée pour déterminer leurs habitudes alimentaires.
Ce type d’analyse est la norme pour les vertébrés depuis des décennies, car les résultats permettent aux scientifiques d’acquérir des connaissances approfondies sur les conditions de vie des espèces étudiées. Dans le cas des vertébrés, cela est particulièrement intéressant pour les découvertes de fossiles : l’examen des dents en révèle beaucoup sur la niche écologique dans laquelle vivait l’animal en question il y a des millions d’années.
Des dépôts de fer au lieu de l’émail des dents
« Nous voulions savoir si cette méthode pouvait également être transférée aux insectes », explique le Dr Daniela Winkler de l’Institut de zoologie de l’Université de Kiel. « Ils n’ont pas de dents, mais ils ont des mandibules, qu’ils utilisent pour écraser leur nourriture. »
Semblables aux dents, les mâchoires des insectes possèdent également une couche protectrice qui les rend moins sensibles à l’abrasion. Il ne s’agit cependant pas d’émail dentaire, mais de métaux incrustés comme le zinc ou le fer. « Nous avons étudié quelles traces certains composants alimentaires laissent sur les mandibules malgré cette couche protectrice », explique Winkler.
La zoologiste est experte en analyses dentaires et également pionnière dans ce domaine : il y a quelques années, elle a été la première scientifique au monde à prouver que les dents des reptiles s’usent également de manière caractéristique en fonction de leur régime alimentaire. Ses découvertes permettent par exemple d’acquérir des connaissances totalement nouvelles sur l’écologie des dinosaures.
Elle et ses collègues japonais se sont également aventurés en territoire inexploré avec les insectes. « Nous avons fait des expériences avec des grillons que nous nourrissions différemment », raconte-t-elle. « Tous les animaux ont été nourris avec de la luzerne sous forme de granulés. Cependant, nous avons mélangé différents ingrédients dans cet aliment de base, notamment du sable de quartz grossier ou des cendres volcaniques. »
L’étude est publié dans la revue Focus sur l’interface.
Les mandibules s’usent de la même manière que les dents du cobaye
L’expérience a duré un mois. Pendant ce temps, les chercheurs ont réalisé plusieurs scans 3D de la surface des mandibules à l’aide d’un microscope spécial. À l’aide d’une méthode d’évaluation informatisée et automatisée, ils ont ensuite mesuré la topographie de la surface de la mandibule, en termes simples : son degré de rugosité.
Ils ont enregistré plus de 40 paramètres au total, dont la profondeur moyenne des sillons et la complexité des motifs d’usure. Une découverte a même surpris Winkler elle-même. « Nous avions déjà étudié l’usure des dents des cobayes de la même manière, en utilisant également des granulés alimentaires auxquels nous avions ajouté du sable de quartz ou des cendres pour simuler l’ingestion de telles particules dans leur habitat naturel.
« Parce que cela se produit fréquemment chez les herbivores », dit-elle. « Les mandibules des grillons s’usent de manière presque identique, bien qu’elles soient considérablement plus petites et que leurs pièces buccales aient une structure complètement différente. »
Un aperçu fiable du régime alimentaire des grillons
En fait, quelques jours seulement après le début de l’expérience, il était possible de déterminer avec une grande certitude, à partir des paramètres, comment les créatures avaient été nourries. Les marques sur les mandibules fournissent évidemment un aperçu fiable du régime alimentaire des grillons. Cependant, la méthode n’est probablement pas adaptée aux découvertes d’insectes fossilisés. En effet, les mandibules doivent être conservées sous une forme tridimensionnelle, ce qui est rarement le cas. Les insectes conservés dans l’ambre ne peuvent pas non plus être analysés de cette manière, car les mâchoires sont recouvertes d’une couche de résine.
Néanmoins, les résultats peuvent être d’un grand intérêt pour les experts : de nombreux musées d’histoire naturelle à travers le monde possèdent de grandes collections d’insectes. Certains de ces grillons, coléoptères, insectes et libellules sont vieux de plusieurs centaines d’années. Leurs mandibules témoignent de l’évolution de leur niche écologique depuis lors, du fait de l’intervention humaine, de la dégradation de l’environnement, du changement climatique ou de l’immigration de nouvelles espèces végétales.
« Les marques montrent également à quelle vitesse les insectes se sont adaptés à ce changement », explique Winkler, « s’ils ont, par exemple, exploité directement de nouvelles sources de nourriture lorsque leur plante préférée est devenue plus rare ou s’ils ne l’ont fait que lorsqu’ils ne pouvaient plus survivre ». sinon. »
Plus d’information:
Daniela E. Winkler et al, L’analyse de la texture des micro-usures mandibulaires de grillons élevés avec des régimes d’abrasivité différente révèle l’universalité de l’usure induite par l’alimentation, Focus sur l’interface (2024). DOI : 10.1098/rsfs.2023.0065