Papillons et papillons de nuit : une vie dessinée sur les ailes

The Natural History Museum

Plus que tout autre insecte, les papillons captivent les êtres humains. Chassés à l'aide de filets, ils font l'objet d'innombrables collections. Comptant 10 millions de lépidoptères (papillons et papillons de nuit), celle du musée d'Histoire naturelle est la plus grande abritée en ces lieux. La galerie qui accueille cette collection dévoile les histoires que les lépidoptères peuvent raconter sur le monde qui nous entoure. Ces spécimens sont une fenêtre ouverte sur l'évolution, l'écologie, l'histoire naturelle et la passion qui anime les collectionneurs.

La différence réside dans les écailles
Le terme "lépidoptère" provient de mots grecs qui signifient "ailes écaillées". C'est précisément dans ces écailles que réside la différence entre les papillons et les papillons de nuit. Considérées individuellement, les écailles sont minuscules, mais la combinaison de milliers d'entre elles donne lieu à des motifs saisissants. Ensemble, tous ces spécimens forment une collection de recherche d'importance mondiale.

Sous certains angles, les ailes du grand mars changeant Apatura iris sont bleu-violet, alors que sous d'autres angles d'observation, elles sont marron. Il est possible que cette caractéristique soit à l'origine du nom du genre, un dérivé du mot grec "apatao" qui signifie "faire illusion". Les couleurs métalliques changeantes, telles que celles arborées par le grand mars changeant, sont le produit des propriétés structurelles des écailles, qui réfractent la lumière selon certaines longueurs d'onde.

Les ocelles du paon du jour,Inachis io, sont composés de centaines d'écailles de différentes couleurs, créant ainsi une plus grande image que d'autres organismes, y compris les êtres humains, confondent avec un œil.

Sur les papillons de nuit de petite taille, chaque écaille peut sembler gigantesque. Cet agrandissement permet d'observer plus en détail la tête d'un Deltophora phyllanthicella, un papillon de nuit de la famille des géléchiidés. Il n'a été décrit qu'en 2016 par des taxinomistes, parmi lesquels figurait le docteur Klaus Sattler du musée d'Histoire naturelle.

Des écailles harmoniques : certains sphinx mâles produisent des stridulations ultrasoniques qui perturbent les cris d'écholocation des chauves-souris. Ils émettent ces stridulations en frottant leurs écailles striées (des écailles modifiées présentes sur les organes génitaux) contre leurs écailles abdominales.

Les écailles jouent un rôle dans la production d'odeurs. Certains papillons sont pourvus d'une "bande andocroniale". Il s'agit d'un ensemble d'écailles andocroniales spécialisées situées sur les ailes avant du mâle, qui lui permettent de disperser des phéromones produites par de minuscules organes également situés sur ses ailes. Les motifs formés par ces écailles chez les individus mâles d'hespéries de la houque (Thymelicus sylvestris, à gauche) et d'hespéries du dactyle (Thymelicus lineola, à droite) permettent de les distinguer facilement. Les femelles de ces espèces sont quant à elles plus difficiles à différencier. En effet, pour y parvenir il est nécessaire d'observer attentivement le dessous de la pointe de l'antenne.

Certains papillons de nuit sont pourvus d'une queue. On parle ici d'une véritable queue, pas de prolongements des ailes qui s'en rapprochent et qui donnent son nom au grand porte-queue (également appelé "machaon"). Certains sphinx, à l'image de ce Cephonodes kingii, sont pourvus d'une queue manœuvrable composée d'écailles spécialisées pouvant être pliées à l'aide des muscles abdominaux. L'agilité du papillon de nuit est ainsi accrue lorsqu'il vole.

Les motifs alaires des lépidoptères sont composés d'un réseau complexe de veines qui délimitent des cellules. Les papillons aux ailes transparentes, tels que le Greta morgane oto, permettent d'observer cette caractéristique facilement. Les motifs présents sur ces ailes aux veines visibles sont utilisés pour comprendre l'évolution des lépidoptères ainsi que d'autres ordres d'insectes.

Une histoire dessinée sur les ailes
L'histoire de l'évolution est écrite sur les ailes des papillons et des papillons de nuit. En étudiant les variations des motifs alaires, des chercheurs dans les domaines de l'évolution et de la biologie du développement ont réalisé des avancées notables.

La phalène du bouleau, Biston betularia est l'exemple le plus célèbre d'organisme dont les couleurs évoluent en fonction des changements qui s'opèrent dans l'environnement. Dans ce cas précis, le nombre d'individus de couleur sombre a augmenté lorsque, suite à la pollution industrielle, les lichens ont disparu des troncs d'arbres, laissant ainsi leur place à la suie. Le généticien Bernard Kettlewell a mené des expériences novatrices dans le domaine de la génétique des couleurs. Sur la photo, vous pouvez voir certains des spécimens issus de son élevage et ses notes originales. Son expérience s'est compliquée lorsqu'il s'est rendu compte qu'en temps normal, les phalènes du bouleau ne se posent pas sur des troncs d'arbres. L'aspect génétique de cette expérience est également complexe, étant donné qu'il existe deux génotypes qui donnent lieu à des phalènes du bouleau de couleur sombre.

Le Papilio dardanus a servi de modèle aux spécialistes de la biologie de l'évolution des années durant. Les individus de cette espèce existent sous différentes formes selon leur habitat, et les femelles imitent des espèces moins attrayantes. L'une des nombreuses histoires surprenantes à propos de cette espèce concerne la différence entre les mâles et les femelles. En raison des pressions de sélection, différentes selon le sexe, les femelles arborent des motifs très variés sur leurs ailes, leur permettant ainsi de ressembler à d'autres espèces.

Le Bicyclus anynana, un petit papillon marron, fait l'objet de nombreuses recherches relatives aux effets de l'environnement sur ses différentes colorations, sur l'apparence de ses ocelles et sur l'influence de la sélection sexuelle sur la stabilisation de ses motifs alaires. Originaire d'Afrique, le Bicyclus anynana est devenu un organisme très courant dans les laboratoires et fait partie du nombre croissant de papillons dont le génome a été séquencé.

L'œil de l'être humain reconnaît les lettres de l'alphabet dans la nature. Ainsi, le nom de nombreux papillons et papillons de nuit fait référence aux lettres et aux chiffres qui peuvent être identifiés sur leurs ailes. C'est notamment le cas de l'Autographa gamma (en français, la "noctuelle gamma").

Si vous avez déjà utilisé un piège lumineux en Grande-Bretagne, vous avez peut-être observé un papillon de nuit se poser sur une feuille de papier blanc, puis se transformer en brindille. La bucéphale, Phalera bucephala fait partie des nombreux papillons qui, au cours de leur évolution, ont acquis la capacité de se fondre dans le décor. Les espèces telles que la bucéphale sont très différentes lorsqu'on les observe avec les ailes déployées. Leurs noms font d'ailleurs référence aux taches de couleur pâle qu'elles portent sur leur corps plutôt qu'à leur incroyable capacité à se camoufler.

Migration
Les ailes des lépidoptères sont très fragiles, et leurs écailles s'enlèvent facilement. Toute personne ayant déjà préparé des spécimens peut en attester. Contrairement aux ailes des oiseaux, pourvues de plumes pouvant être remplacées, celles des papillons doivent résister tout au long de leur vie. Elles leur permettent néanmoins souvent de parcourir de longues distances.

La belle-dame Vanessa cardui entreprend l'une des migrations les plus impressionnantes parmi les papillons européens. Lorsque les individus de cette espèce deviennent trop nombreux en Afrique du Nord, nombre d'entre eux migrent vers le nord. Ce ne sont néanmoins pas ceux-là qui atteignent la Grande-Bretagne. Les générations suivantes se reproduisent au cours de l'été, et leur progéniture migre encore davantage vers le nord. Ensuite, et c'est ce qu'il y a de véritablement incroyable avec cette espèce, les papillons nés en Grande-Bretagne entreprennent le même voyage, mais en sens inverse. Ils migrent donc vers le sud, comme leurs ancêtres l'ont fait plus tôt dans l'année. De nombreuses informations sur cette migration ont été récoltées avec le concours de citoyens, qui ont enregistré la présence et les déplacements des papillons, ainsi qu'en recourant à des techniques plus sophistiquées, notamment à des radars, permettant de suivre les déplacements des insectes. Ces spécimens illustrent "l'usure naturelle" dont sont victimes les papillons au cours de leur vie relativement courte.

Le papillon migrateur le plus célèbre est le monarque Danaus plexippus . Les individus de cette espèce quittent les grandes étendues d'Amérique du Nord pour se rendre par millions au Mexique et, dans une moindre mesure, en Californie, afin d'y passer l'hiver. Le fait que le monarque effectue le voyage aller comme le voyage retour est également très inhabituel pour un papillon.

Les Monarques parcourent de longues distances. Il arrive même parfois que certains individus traversent l'océan Atlantique. Ils ont également colonisé les îles Canaries, où ils se sont reproduits séparément des autres espèces. Ils ne se sont par conséquent pas encore différenciés de leurs ancêtres d'Amérique du Nord, mais cela pourrait être le cas à l'avenir.

Le bogong Agrotis infusa migre également, mais plutôt vers des destinations estivales, car il recherche un climat chaud et sec. Certaines années, il arrive qu'au cours de leur migration, de nombreux individus de cette espèce atteignent les bâtiments du parlement australien après avoir été attirés par l'éclairage puissant.

Certaines espèces de la famille tropicale des uraniidés entreprennent des déplacements saisonniers spectaculaires. L'Urania fulgens observe des phases sédentaires et migratoires, correspondant au régime des précipitations dans son pays d'origine, Taïwan.

Cycle de vie : de l'œuf à l'imago
La forme adulte d'un insecte, appelée imago, correspond à la phase reproductive d'un cycle de vie complexe. Les phases immatures de nombreuses espèces subissant une métamorphose complète, c'est-à-dire évoluant sous forme d'œuf, de larve et de pupe (ou de chrysalide), durent bien plus longtemps. Les larves peuvent s'alimenter de très nombreuses manières.

D'aucuns savent à quel point il est difficile d'épingler les spécimens de chenilles de façon soignée. Contrairement aux adultes, leur corps est mou, se détériore et se décompose. Le musée possède une collection relativement réduite de chenilles soufflées, telles que ce Papilio machaon, un porte-queue dont les organes internes ont été extraits et la cuticule externe soufflée, puis séchée. De nos jours, il est plus courant de conserver les larves dans de l'alcool.

Les larves constituent des proies potentielles appétissantes pour les prédateurs. Les épines et autres substances chimiques toxiques ont évolué à plusieurs reprises pour faire fuir les prédateurs. Cette chenille d'Amérique du Sud, appartenant à la famille des saturnidés et à la sous-famille des hemileucinés, est suffisamment toxique pour représenter un risque potentiellement mortel pour les êtres humains.

En Grande-Bretagne, le sphinx du tilleul Mimas tiliae reste fidèle à son nom et se nourrit presque exclusivement de feuilles de tilleul (du genre Tilia). Par contre, dans le sud de l'Europe, les individus de cette espèce se nourrissent volontiers de feuilles de bouleau (du genre Betula). Une théorie avance que cette différence de comportement peut s'expliquer par le fait que le développement des larves s'opère plus lentement lorsqu'elles se nourrissent de feuilles de bouleau (moins nutritives). Étant donné qu'en Grande-Bretagne, l'été est relativement court, elles n'ont alors pas le temps d'arriver au bout de leur cycle de vie.

Le développement d'une chenille peut durer longtemps si elle ne dispose pas de nourriture suffisamment nutritive, et si l'été est trop court. Les individus de l'espèce Acsala anomala vivent dans des zones subarctiques d'Amérique du Nord. Là-bas, plusieurs années sont généralement nécessaires pour qu'ils arrivent au bout de leur développement.

Il arrive parfois que les chenilles soient plus faciles à reconnaître que les papillons de nuit adultes. Le psi (Acronicta psi, à gauche) et le trident (Acronicta tridens, à droite), sont presque identiques au stade adulte, mais faciles à différencier au stade larvaire.

Soie
Il y a des millénaires, les papillons de nuit étaient appréciés pour leurs capacités de filage de la soie. Le bombyx du mûrier est loin d'être la seule espèce dotée de cette aptitude, qui lui permet de fabriquer des cocons pour protéger les pupes ainsi que, parfois, des toiles pour protéger les larves.

Le bombyx du mûrier, Bombyx mori fut domestiqué en Chine il y a des millénaires et est à l'origine de la grande majorité de la soie que nous utilisons. Cette espèce produit de la soie pour constituer son cocon. Certains cousins du bombyx du mûrier vivent à l'état sauvage, mais, à l'heure actuelle, cette espèce en particulier ne peut être trouvée que sous sa forme domestique, et non plus dans la nature, sur la plante dont elle se nourrit, le mûrier. Étant donné qu'un nombre incalculable de générations de bombyx du mûrier ont été élevées en captivité, les larves sont incapables de trouver de la nourriture à moins d'être placées directement sur les feuilles. En outre, les ailes des adultes ne leur sont plus d'aucune utilité.

Les chenilles produisent de la soie à l'aide de filières présentes dans leur rostre. La soie produite par le bombyx du mûrier est très précieuse, car elle se présente sous la forme d'un fil unique et continu prévu pour fabriquer un cocon. Les papillons de nuit qui construisent des cocons sous terre ont tendance à appliquer de grandes bandes de soie, à la manière d'un plâtrier, et leur soie ne peut être utilisée dans la confection de tissu.

D'autres papillons de nuit sont utilisés dans le cadre de la fabrication de la "soie sauvage", particulièrement en Inde. Les cocons d'espèces telles que l'Antheraea paphia sont récoltés après que l'adulte en a émergé, alors que les larves de l'espèce Bombyx mori sont tuées dans leur cocon, qui est ensuite détissé pour former un long fil de soie.

Le solide cocon marron du bombyx du chêne Lasiocampa quercus est commun à de nombreuses espèces de papillons de nuit qui se transforment en pupe en plein air. Les couches extérieures sont constituées de fils de soie épais, tandis que le tissage des couches intérieures est très serré. La surface interne du cocon est recouverte d'une couche brillante secrétée par la larve, qui le rend imperméable.

Les pupes sont des proies potentielles pour de nombreux types de prédateurs. De nombreux lépidoptères se transforment en pupe à l'abri des regards ou fabriquent des cocons très résistants. Les individus de l'espèce Urodus parvula tissent ce magnifique et complexe cocon rappelant la forme d'un hamac. Sous ses airs de construction délicate, le cocon présente de nombreuses épines destinées à faire fuir les prédateurs.

Certaines espèces de larves tissent également de la soie dans le but de se protéger lorsqu'elles se nourrissent ou se reposent pendant la journée. L'hyponomeute du fusain Yponomeuta evonymella s'installe généralement dans des toiles tissées sur des fusains au moment de se nourrir. Ces toiles peuvent être véritablement impressionnantes, car il arrive parfois que des mètres entiers de fusains soient recouverts de soie.

Alimentation et ennemis
De grandes quantités de pupes de bombyx du mûrier sont consommées en Chine. Il ne s'agit néanmoins pas de la seule espèce de lépidoptères que l'on consomme et qui ont un véritable poids sur le plan économique. En effet, dans de nombreux pays, les chenilles constituent une importante source de protéines et sont considérées comme des mets fins. Dans une bien plus grande mesure, les chenilles entrent également dans l'alimentation de très nombreuses espèces de guêpes parasitoïdes ainsi que de toutes sortes d'autres prédateurs. Malgré ces faits qui peuvent en limiter le nombre, certaines espèces de papillons et de papillons de nuit restent très nuisibles sur le plan économique pour les cultures alimentaires et la foresterie.

Les pupes du bombyx du mûrier,Bombyx mori, sont généralement consommées immédiatement après avoir été tuées. La soie peut être récoltée avant que le papillon de nuit n'émerge et ne rompe l'unique fil de soie. Le ver mopane, Gonimbrasia belina, une espèce de papillon de nuit africaine, est également très apprécié et peut être acheté sur les marchés par seaux entiers.

La mineuse du marronnier Cameraria ohridella a été décrite en 1986 comme une espèce nouvelle pour la science. Ces dernières années, cette espèce s'est répandue dans une grande partie de l'Europe et endommage fortement les feuilles des marronniers.

Les origines de l'espèce Cameraria ohridella sont restées floues jusqu'à ce que des échantillons de feuilles de marronnier révèlent la présence de ce papillon de nuit dans les Balkans depuis le XIXe siècle. C'est dans cette région que serait apparue cette espèce, négligée jusqu'à ce qu'elle commence à faire usage de ses ailes et à prendre la direction du nord. Les individus adultes sont certes minuscules, mais magnifiques. Bien qu'il s'agisse d'une espèce résistante au vol, le Cameraria ohridella aurait été transporté par inadvertance par des véhicules, lui permettant ainsi de parcourir de longues distances.

Le machaon (Papilio machaon) est le seul représentant britannique d'une famille très étendue, celle des papilionidés. Contrairement à leurs cousins européens, les individus de cette espèce vivant en Grande-Bretagne ne se nourrissent que de persil des marais Peucedanum palustre. Autrefois plus répandus, ils sont aujourd'hui uniquement présents dans certaines plaines du Norfolk. Malgré sa faible population, le parasitoïde qui leur est associé, à savoir le Trogus lapidator, de la famille des ichneumonidés, s'attaque aux machaons en Grande-Bretagne. Les parasites et autres parasitoïdes sont souvent considérés, au mieux, comme des nuisibles. Néanmoins, pour être sain, un écosystème nécessite la présence d'un éventail de parasites. Les pupes ayant été parasitées peuvent être facilement identifiées, car le Trogus adulte perce un trou de façon très soigneuse dans la coque pupale pour s'en extraire.

Les spécimens exposés dans les collections du musée sont menacés par d'autres espèces nuisibles. Ces bois sont constellés de coques pupales d'individus appartenant à l'espèce Ceratophaga vastella (famille des tinéidés), qui les ont dévorés.

Au-delà de la mite
Le terme "papillon de nuit" est souvent associé à la mite des vêtements et aux dégâts qu'elle cause. Toutefois, seul un petit nombre d'espèces se nourrit de nos vêtements et autres tapis. Sur cette image sont représentées les mites des vêtements ainsi que certains de leurs cousins moins connus, mais qui présentent souvent de magnifiques motifs et dont l'histoire est véritablement fascinante.

Le suspect habituel, responsable de nombreuses infestations domestiques de mites des vêtements, est la teigne des fourrures Tinea pelionella Ses larves se nourrissent de fibres naturelles sur lesquelles elles s'installent. Elles nécessitent un climat chaud et se plaisent dans les maisons qui sont équipées d'un chauffage central en Grande-Bretagne (en particulier au vu des récents hivers doux).

En Grande-Bretagne, la teigne ferrugineuse Tinea semifulvella, une proche cousine de la teigne des fourrures, peut facilement être trouvée à l'extérieur, où elle se nourrit dans les nids d'oiseaux, qui constituent probablement l'habitat d'origine de ces espèces nuisibles.

Les individus de la famille des psychidés, souvent plus connus sous le nom de chenilles burcicoles, sont proches des mites des vêtements sur l'arbre de l'évolution. Leurs larves vivent dans des coques construites de façon très élaborée.

Les femelles de nombreuses espèces de psychidés sont dépourvues d'ailes et ne quittent jamais leur coque. Après l'accouplement avec le mâle qui, lui, est doté d'ailes, la femelle pond ses œufs sur la coque.

La teigne de la colle Endrosis sarcitrella se plaît également dans les maisons. Elle se nourrit de tapis ainsi que de fibres naturelles, et appartient à une autre famille de mites des vêtements, celle des Oecophoridae.

D'autres espèces d'Oecophoridae peuvent s'avérer remarquablement belles. L'Esperia sulphurella, relativement commune, se nourrit de bois mort.

L'Oecophora bractella est désormais une espèce rare en Grande-Bretagne, confinée dans des forêts anciennes où les larves mangent du bois mort.

Les microptérigidés forment la famille de papillons la plus primitive. Contrairement à tous les autres lépidoptères, les microptérigidés adultes ont des mandibules qui leur permettent de mâcher des grains de pollen. Leurs larves semblent se nourrir de particules de feuilles dans la litière feuillue ou probablement d'hyphes fongiques.

Insectes d'une petite île
Les fiches d'identité des spécimens sont très complètes, mais les ailes de ces derniers constituent également une précieuse source d'information. Le musée d'Histoire naturelle donne accès à ces données par le biais de son programme de collections numériques, qui comprend des photos des spécimens ainsi que des fiches d'identité. En ce qui concerne les papillons et les papillons de nuit au Royaume-Uni, ce programme et les informations fournies sur le portail du musée nous permettent d'ores et déjà de mieux comprendre leur répartition et leur temps de vol au fil des décennies. Le changement climatique et la modification radicale du paysage ont bouleversé la période d'émergence de nos papillons et papillons de nuit, et ont entraîné des adaptations moins prévisibles au niveau de leur écologie.

La numérisation de l'ensemble de la collection de virgules Hesperia comma britanniques nous permet de combler des lacunes dans nos connaissances. En raison du réchauffement climatique, cette espèce émerge plus tôt et la taille des individus adultes augmente.

L'apparence du fadet des tourbières Coenonympha tullia varie au sein de son aire de répartition limitée en Grande-Bretagne. Les spécimens vivant dans le nord de l'Écosse présentent des taches minuscules ou en sont totalement dépourvus, tandis qu'à l'extrémité sud de leur aire de répartition, dans les plaines du nord de l'Angleterre, leurs taches sont plus marquées. Ce motif tacheté va-t-il évoluer ? Selon des études génétiques menées sur quelques papillons britanniques, certains génotypes n'existent que dans les collections des musées, ce qui prouve que la diversité des espèces s'est réduite au fur et à mesure du déclin de ses populations.

La collecte enthousiaste de quelques naturalistes nous permet d'avoir un aperçu unique des variations au sein de populations discrètes. L'argus bleu-nacré Polyommatus coridon n'est présent que localement en Grande-Bretagne et dépend d'une seule plante hôte, l'hippocrépide à toupet Hippocrepis comosa. Là où il est présent, ses populations peuvent toutefois être assez importantes et comporter des mâles particulièrement visibles. Un grand nombre de spécimens illustrent les variations qui peuvent se produire au sein d'une espèce, notamment ici, un hybride avec l'azuré bleu céleste Polyommatus bellargus et un rare gynandroïde (mi-mâle, mi-femelle).

Le machaon Papilio machaon de Grande-Bretagne n'est pas identique à ses cousins européens de la même espèce. Cela s'explique par la différence d'habitat et de plantes hôtes.

La piéride de l'aubépine Aporia crataegi était autrefois relativement répandue en Angleterre, mais a disparu en 1925 pour des raisons inconnues.

Bien que la zygène des vesces Zygaena viciae ait été observée pour la dernière fois dans la région de New Forest en 1927, son nom anglais "New Forest burnet" y fait toujours référence aujourd'hui. Alors qu'on la croyait éteinte en Grande-Bretagne, une population a été retrouvée sur une corniche montagneuse en Écosse. Cette population s'est développée depuis sa découverte dans les années 1960, mais reste très localisée.

Les collections du musée reposent en grande partie sur les initiatives et le dévouement d'entomologistes amateurs. Sans les efforts des nombreux collectionneurs et archivistes, les chercheurs disposeraient de très peu d'indices pour percer les secrets de l'évolution de notre faune et de notre flore dans toute leur diversité. Ce graphique souligne les pics observés le week-end dans les dates de collecte pour les spécimens d'aurores Anthocharis cardamines de notre collection.

Natural History Museum
Crédits : histoire

All rights reserved © the Trustees of the Natural History Museum, London.

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