Certains papillons transforment leurs organes génitaux en armes à ultrasons contre les chauves-souris

Certains sphinx mâles ont transformé leurs organes génitaux en instruments qui lancent des salves sonores contre les chauves-souris en chasse. Le plus surprenant est que cette astuce n'a pas été inventée une seule fois : elle est apparue encore et encore, dans des branches distinctes de la famille des sphinx, jusqu'à sept fois au cours des 30 derniers millions d'années.

Pas de larynx, alors ils frottent deux parties l'une contre l'autre

Les papillons n'ont pas de larynx, la boîte vocale qui permet aux humains de parler, et ne peuvent donc pas simplement crier. Ils utilisent plutôt une astuce appelée stridulation : produire un son en frottant deux parties du corps l'une contre l'autre. Les grillons le font avec leurs ailes, et certaines araignées le font en frottant leurs pattes l'une contre l'autre. Les sphinx mâles le font avec leurs organes génitaux.

Le son provient d'écailles spéciales, des structures plates un peu comme de minuscules tuiles, situées sur une paire de parties génitales appelées valvae. En déplaçant ces parties contre des surfaces modifiées de l'abdomen, le papillon produit de courtes salves d'ultrasons : un son trop aigu pour que l'oreille humaine l'entende. Ralenties jusqu'à devenir audibles, ces salves ressemblent à des clics rapides, des bourdonnements ou des trilles.

Trois instruments différents, trois sons différents

Paul Masonick, du Florida Museum of Natural History, et ses collègues ont pris des images détaillées des structures génitales des sphinx mâles de toute la famille et ont cherché les surfaces qui font le travail. Ils ont trouvé au moins trois mécanismes distincts.

• Chez certaines espèces, les écailles frottent contre d'autres écailles de l'abdomen.
• Chez d'autres, elles frottent contre de minuscules épines.
• Dans un troisième groupe, elles frottent contre de petites protubérances appelées nodules.

Chaque version produit son propre type de bruit. Les papillons à écailles contre écailles ont tendance à produire des salves plus courtes et plus fragmentées. Les papillons à écailles contre épines produisent des émissions plus longues et plus soutenues. Le groupe à écailles contre nodules a le répertoire le plus varié de tous : même des espèces étroitement apparentées sonnent sensiblement différemment les unes des autres.

Sept inventions distinctes, et elles ne fonctionnent pas toutes

Lorsque les chercheurs ont reporté les structures et les comportements producteurs de sons sur l'arbre généalogique des sphinx, ils ont constaté que cette capacité n'avait pas été héritée d'un ancêtre doué en acoustique. Elle semble plutôt avoir évolué indépendamment jusqu'à sept fois.

Pourquoi si souvent ? Les chauves-souris chassent les insectes volants dans l'obscurité en utilisant l'écholocation : elles émettent des appels et écoutent les échos qui rebondissent sur leurs proies. Une salve d'ultrasons émise par un papillon peut potentiellement brouiller ce système, ce qui explique en grande partie pourquoi l'astuce ne cesse de réapparaître. Ce bras de fer entre prédateur et proie est l'un des moteurs les plus puissants de l'évolution, et la relation entre chauves-souris et papillons en est un exemple clair.

Mais l'équipe a aussi mesuré les enregistrements, en notant la durée de chaque salve, sa fréquence et le temps que le papillon passait à produire du bruit, puis a comparé ces mesures à ce que des expériences antérieures avaient montré sur les types de sons qui interfèrent avec l'écholocation des chauves-souris. Tous les chants de papillons n'étaient pas à la hauteur. Les sons plus longs et plus soutenus étaient ceux qui avaient le plus de chances de posséder les qualités qui perturbent le sonar des chauves-souris. Les salves plus courtes peuvent encore avoir leur utilité : certains sphinx possèdent des organes auditifs qui captent les appels d'une chauve-souris qui approche, leur laissant le temps de répondre par une salve de bruit bien à eux.

Les papillons de l'étude appartiennent tous à la famille des sphinx, un groupe qui comprend des espèces familières comme le sphinx du laurier-rose. Quelle que soit la fonction exacte de chaque version du son, le schéma est frappant : une solution d'apparence maladroite à un problème de vie ou de mort, trouvée encore et encore, de différentes manières, à différents endroits du même arbre généalogique.