Les papillons tropicaux de couleur plus claire et aux ailes plus petites sont plus exposés au changement climatique

Une nouvelle recherche intéressante d’une équipe d’écologistes de l’Université de Cambridge a mis en évidence comment les caractéristiques physiques des papillons tropicaux affectent directement leur résistance à la hausse des températures. À savoir, la longueur et la couleur de leurs ailes sont des indicateurs directs de leur risque de changement climatique.

Le changement climatique présentant une menace croissante pour la survie de nombreuses espèces, les résultats pourraient s’avérer essentiels pour identifier les plus menacés.

Dans un monde où la température ne cesse d’augmenter en raison du réchauffement climatique, certains papillons se retrouvent désavantagés. La recherche a découvert que les papillons possédant des ailes plus petites ou de couleur plus claire pourraient être les malheureux « perdants » dans le jeu du changement climatique.

Un exemple est la famille des Lycaenidae. Cette belle secte de papillons se compose de plus de 6 000 espèces vivant principalement sous les tropiques.

D’autre part, l’étude a révélé que les papillons aux ailes plus grandes ou de couleur plus foncée sont susceptibles de mieux résister à la chaleur croissante. Quoique, dans certaines limites.

Même ces papillons pourraient encore faire face à des déclins substantiels s’ils devaient faire face à des vagues de chaleur soudaines. Ils pourraient également être touchés si les microclimats frais, dont ils dépendent fortement, disparaissaient en raison de la déforestation.

Comment les scientifiques ont étudié les papillons tropicaux

Pour parvenir à ces conclusions, publiées dans le Journal of Animal Ecology, l’équipe de recherche a effectué un travail de terrain approfondi. Ils se sont associés au Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) pour examiner les stratégies de tampon thermique et de tolérance thermique des papillons tropicaux dans divers habitats du Panama.

La mémoire tampon thermique fait référence à la capacité d’un papillon à maintenir une température corporelle stable au milieu de températures de l’air fluctuantes, souvent grâce à des comportements adaptatifs comme la recherche d’ombre ou l’éloignement des ailes du soleil.

D’autre part, la tolérance thermique est un mécanisme physiologique, impliquant la production de protéines de choc thermique, permettant aux papillons de supporter une chaleur extrême lorsque les comportements adaptatifs ne sont pas suffisants. Les papillons ont besoin de ces deux stratégies pour faire face au changement climatique.

Enregistrement des températures de 1000 papillons tropicaux

Armée de filets portatifs et d’une petite sonde semblable à un thermomètre, l’équipe a enregistré les températures de plus de 1 000 papillons. Ils ont comparé cela à la température de l’air ambiant ou de la végétation sur laquelle reposait le papillon, mesurant la capacité de tampon thermique de chaque papillon.

Ensuite, dans les installations de STRI à Gamboa, les chercheurs ont testé la tolérance thermique des papillons. Ils ont capturé un sous-ensemble de papillons, les ont placés dans des bocaux en verre dans un bain-marie et ont progressivement augmenté la température. La température à laquelle les papillons ne pouvaient plus fonctionner fournissait une évaluation de leur tolérance thermique.

Ce que les données ont révélé sur les chaleurs extrêmes

Les données suggèrent que les papillons aux ailes plus grandes ont tendance à avoir de meilleures capacités de tampon thermique, mais une tolérance thermique moindre, par rapport à leurs homologues plus petits. Renforçant encore cela, une autre étude menée par la même équipe de recherche a révélé que les papillons aux ailes plus grandes, plus longues et plus étroites étaient supérieurs au tampon thermique.

Fait intéressant, l’étude a trouvé un compromis dans ces stratégies de refroidissement. Les papillons qui étaient bons en tampon thermique n’étaient pas aussi compétents en tolérance thermique et vice versa.

Les chercheurs pensent que cela suggère qu’au cours de l’évolution, les papillons se sont développés pour gérer les changements de température en utilisant une stratégie plutôt qu’une autre. Cela est probablement dû à des pressions sélectives.

L’auteur principal Esme Ashe-Jepson, doctorant au département de zoologie de Cambridge, explique : « Les papillons avec des caractéristiques physiques qui peuvent les aider à éviter la chaleur du soleil, comme avoir de grandes ailes qui leur permettent de voler rapidement à l’ombre, connaissent rarement des températures élevées. , et n’ont donc pas évolué pour y faire face. D’autre part, les espèces qui peuvent faire face physiologiquement à des températures plus élevées ont subi moins de pression sélective pour développer des comportements évitant la chaleur.

L’adaptation sera très difficile pour les papillons tropicaux

Comme le prévient Ashe-Jepson, avec la hausse des températures et l’escalade de la déforestation, les papillons qui dépendent de leur environnement pour échapper aux températures élevées pourraient ne pas être en mesure de traverser des fragments de forêt en déclin ou de faire face à des vagues de chaleur de plus en plus fréquentes.

L’étude suggère également que les espèces aux grandes ailes sombres, adeptes de la protection thermique, peuvent initialement ne pas être affectées par le réchauffement des températures. Ils peuvent continuer à se thermoréguler efficacement en utilisant le comportement et les microclimats.

Cependant, leur survie pourrait être menacée si des vagues de chaleur soudaines se produisaient. Cela pourrait également se produire si la végétation fraîche se retire.

« Les papillons, et tous les insectes du monde, sont susceptibles d’être touchés par le changement climatique », souligne Ashe-Jepson. « L’adaptation au changement climatique est complexe et peut être affectée par d’autres facteurs tels que la destruction de l’habitat. Nous devons relever ensemble ces deux défis mondiaux.

L’équipe de recherche demande plus de recherche

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour explorer comment le réchauffement climatique pourrait affecter d’autres stades de la vie des papillons. Par exemple, comment cela les affectera-t-il à différents stades de la vie, comme les chenilles et les œufs. De plus, quel impact cela aura-t-il sur les autres groupes d’insectes ?

L’auteur principal Greg Lamarre est de l’Académie tchèque des sciences et associé de recherche au STRI. Il a ajouté : « Dans le monde entier, la plupart des entomologistes observent des déclins drastiques de la biodiversité des insectes. Comprendre les causes et les conséquences du déclin des insectes est devenu un objectif important en écologie, en particulier sous les tropiques, où se trouve la majeure partie de la diversité terrestre.

Cette recherche a été soutenue par la GACR Czech Science Foundation, une bourse de démarrage de l’ERC, une bourse à court terme du Smithsonian Tropical Research Institute et le Sistema Nacional de Investigación (SENACYT), Panama.

En savoir plus sur l’impact du changement climatique sur les papillons

Le changement climatique, caractérisé par le réchauffement climatique, des conditions météorologiques erratiques et des changements dans les précipitations, a un impact profond sur diverses espèces, y compris les papillons. Voici quelques façons dont le changement climatique affecte ces insectes délicats :

Changement de portée géographique

À mesure que les températures augmentent, les papillons qui préfèrent les climats plus frais peuvent commencer à se déplacer vers les pôles ou vers des altitudes plus élevées pour trouver des habitats appropriés. À l’inverse, les espèces qui prospèrent dans des climats plus chauds peuvent étendre leur aire de répartition.

Ce changement de distribution peut entraîner de nouvelles interactions avec d’autres espèces (comme des prédateurs, des proies ou des concurrents). Il peut également influencer la dynamique de l’écosystème.

Cycles de vie modifiés des papillons tropicaux

Les papillons sont des organismes ectothermes. Cela signifie que leur température corporelle et leurs processus métaboliques sont influencés par les températures extérieures.

Des conditions plus chaudes pourraient accélérer les taux de développement, entraînant une émergence plus précoce des adultes. Ce changement pourrait ne pas correspondre à la disponibilité de ressources telles que les plantes alimentaires. Cela aurait un impact sur leur survie et leur reproduction.

Inadéquation avec les ressources alimentaires

De nombreux papillons ont évolué pour synchroniser leur cycle de vie avec des plantes hôtes spécifiques. Si le changement climatique entraîne un changement du moment de l’effeuillage ou de la floraison de ces plantes, cela pourrait entraîner une inadéquation phénologique. C’est là que les papillons émergent lorsque leurs ressources alimentaires sont rares.

Augmentation de la mortalité due aux événements météorologiques extrêmes

Les phénomènes météorologiques extrêmes tels que les tempêtes, les fortes pluies ou les vagues de chaleur, qui devraient augmenter en raison du changement climatique, peuvent directement causer la mortalité des papillons.

Les conditions de sécheresse peuvent également réduire la disponibilité du nectar. C’est une source de nourriture primaire pour de nombreux papillons adultes.

Impacts sur les populations hivernantes

Certaines espèces de papillons, comme le monarque, migrent sur de longues distances pour passer l’hiver dans un climat plus favorable. Les changements de température et de précipitations peuvent influer sur la survie de ces populations hivernantes. Par exemple, des hivers plus chauds peuvent faire sortir les papillons de leur état d’hivernage trop tôt.

Diversité génétique réduite

À mesure que les habitats propices aux papillons rétrécissent ou se fragmentent en raison du changement climatique, certaines populations peuvent s’isoler. Cela peut entraîner une consanguinité et une réduction de la diversité génétique.

Le résultat rendrait ces populations plus vulnérables à d’autres menaces. Cela réduirait également leur capacité à s’adapter aux changements futurs.

Stress thermique et physiologie

Les papillons ont besoin de certaines températures pour des activités comme l’alimentation, l’accouplement et le vol. Lorsque les températures augmentent au-delà de leur plage optimale, ils peuvent subir un stress thermique. Cela peut avoir un impact sur leur physiologie et leur comportement.

Par exemple, une température élevée peut entraîner la production de protéines de choc thermique. Cela pourrait les aider à survivre à court terme, mais pourrait avoir des effets négatifs à long terme.

Prédation et parasitisme chez les papillons à petites ailes

Les changements climatiques peuvent également avoir un impact sur la relation entre les papillons et leurs prédateurs ou parasites. Si les conditions de réchauffement sont plus favorables pour ces prédateurs ou parasites, cela pourrait entraîner une augmentation des taux de prédation ou de parasitisme.

Les scientifiques travaillent dur pour comprendre les interactions complexes entre les papillons et les changements climatiques. Ils utilisent divers outils tels que des modèles écologiques, une surveillance à long terme et des expériences.

Cette recherche aidera à développer des stratégies de conservation efficaces pour protéger ces belles créatures écologiquement importantes.