Contexte de la mission :

J’ai intégré de 2008 à fin 2009, le laboratoire de « Origine, Structure et Evolution de la Biodiversité », UMR 7205, du Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris (MNHN).

L’équipe de Mathieu JORON mène des recherches scientifiques en génétique évolutive afin de décrire les processus génétiques et adaptatifs à l’origine d’un important système intra et inter-spécifique de mimétisme chez des papillons tropicaux, d’Amérique centrale et du sud, du genre Heliconius.

Ces papillons sont un très bon modèle d’études pour comprendre comment la sélection naturelle crée de nouvelles espèces, de nouveaux phénotypes et comment ces espèces interagissent entre elles.

Les Heliconius sont des papillons qui présentent une très grande variété de pattern au niveau des ailes. De plus, chaque espèce est composée de plusieurs populations géographiques qui présentent des pattern de couleur différentes entre elles également (lire cet article).

Ainsi, dans une même zone géographique, on retrouve des papillons présentant les mêmes colorations alaires mais appartenant à des espèces différentes. Le plus surprenant est que des espèces, des populations très proches phylogénétiquement présentent des pattern très différents, et d’autres, éloignées phylogénétiquement, possèdent des coloration indissociables l’une de l’autre.

La coloration majoritaire d’une région géographique est semblable à celle que présente l’espèce mimée qui appartient à des genres différents comme Melpomene. Cela vient du fait que ces dernières sont des espèces toxiques et donc que les Heliconius profitent de cet avantage. La sélection naturelle favorise et tend les individus à se ressembler les uns les autres (sélection densité-dépendante) (voir rappel sur le mimétisme).

Toutes ces populations et espèces constituent un vaste complexe mimétique en évolution constante.

Pour en savoir davantage sur l’histoire évolutive et les mécanismes génétiques à l’origine de la coloration chez ces papillons, je vous invite à lire cet article.

C’est dans ce cadre que j’ai eu la chance d’effectuer une mission de recherche :

• au centre de recherche international du Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) au Panama pendant 6 mois (pour en savoir plus)
• en Guyane française, notamment à la Station des Nouragues, en pleine forêt tropicale, durant 1 mois (pour en savoir plus)

Certains de mes résultats ont été publiés dans le revue Nature/Heredity (25 mars 2015) : à lire ici.

Rappel sur le mimétisme :

Pourquoi ressembler à ce que l’on n’est pas ?

Il y a deux raisons à cela :

• Mimétisme Batésien : du nom d’un naturaliste anglais du XIX^e siècle, Henry Walter Bates. Une espèce inoffensive adopte l’apparence physique (motifs, couleurs, etc.) d’espèces nocives avec pour but d’éviter les prédateurs qui ont appris à éviter les vraies espèces nocives. Le mime (c’est-à-dire l’espèce inoffensive) bénéficie donc de la protection contre les prédateurs sans avoir à dépenser de l’énergie pour consommer ou produire des toxines. L’imité, au contraire, en souffre, car les prédateurs risquent de comprendre que dans de nombreux cas le signal d’avertissement n’est pas honnête. Ici, on retrouve l’exemple des Heliconius.
• Mimétisme mullérien : du nom de son découvreur,Fritz Müller, un zoologue allemand du XIX^e siècle. Deux espèces toxiques non apparentées ont des motifs et des couleurs d’avertissement similaires. La ressemblance des couleurs d’avertissement est avantageuse pour les deux espèces, car le prédateur a tendance à moins se tromper. Les prédateurs apprennent à éviter les proies nocives plus efficacement, puisqu’une mauvaise expérience du prédateur avec une espèce protège tous les autres modèles mullériens. Le mime et le modèle profitent donc tous deux de la présence de l’autre grâce au partage du fardeau que sont les prédateurs. De plus, des études ont montré que le mimétisme mullérien est aussi avantageux pour le prédateur, car il réduit la fréquence des erreurs pendant l’apprentissage des différents signaux d’avertissement.
• Camouflage : il consiste à imiter des objets inanimés de l’environnement comme une pierre, une feuille, une brindille (cas des phasmes), une crotte… Deux types de camouflage peuvent coexister l’homochromie est le mimétisme des couleurs et l’homotypie est le mimétisme des formes.