Adaptation thermique des papillons tropicaux aux ailes transparentes

Contrairement à la plupart des papillons qui arborent des ailes colorées et une grande variété de motifs, certaines espèces présentent des ailes transparentes à divers degrés, pour lesquelles l’absorption de la lumière est limitée. La transparence soulève des questions concernant les coûts potentiels pour les fonctions vitales, telles que la thermorégulation. En outre, de nombreux papillons néotropicaux à ailes transparentes se trouvent à haute altitude, dans des climats plus froids, où l’on s’attend à ce que les espèces arborent des couleurs plus sombres. La compréhension des processus complexes impliqués dans l’adaptation thermique de ces papillons nécessite une approche interdisciplinaire, combinant l’étude du phénomène physique de l’absorption de la lumière par les ailes, associée à l’exploration des besoins thermiques, de la tolérance et du comportement qui contribuent à la thermorégulation. Je me suis concentrée sur la tribu néotropicale des papillons Ithomiini (Nymphalidae), qui comprend environ 400 espèces, réparties entre les plaines de basse altitude au climat chaud et les hautes altitudes, plus froides, des Andes. Tout d’abord, j’ai entrepris une étude comparative des propriétés optiques et thermiques des ailes de 42 espèces d’Ithomiini, des plus transparentes aux plus opaques, le long du gradient d’élévation, dans un cadre phylogénétique. Deuxièmement, j’ai évalué la capacité des espèces d’Ithomiini de basse et de haute altitude à ajuster leur température dans leur environnement naturel, ainsi que leur tolérance thermique à des températures extrêmes. Troisièmement, j’ai élevé des papillons de deux espèces panaméennes depuis le stade de l’œuf jusqu’à l’âge adulte dans des conditions contrôlées afin de quantifier la plasticité induite par la température des propriétés physiques des ailes et des performances thermiques des papillons. Ces travaux révèlent que si les parties transparentes des ailes sont moins efficaces que les parties opaques pour collecter la chaleur et les radiations lumineuses, la proportion d’espèces à ailes transparentes et la proportion de zones transparentes sur les ailes augmentent avec l’altitude, en désaccord avec les prédictions. De plus, les propriétés optiques des ailes n’ont pas montré de changement après le développement larvaire à différents traitements de température. Il est donc peu probable que les propriétés physiques des ailes soient impliquées dans l’adaptation thermique chez ces papillons. En revanche, j’ai constaté que les espèces de haute altitude étaient plus tolérantes au froid, tandis que les espèces de basse altitude sont plus tolérantes à la chaleur. En tenant compte des relations phylogénétiques, je montre que ces tolérances thermiques sont probablement le résultat d’évolution génétique et de plasticité phénotypique. Ce travail présente une nouvelle étude de cas interdisciplinaire sur les adaptations thermiques d’un clade d’insectes tropicaux, et a des implications pour les études futures sur la résilience au changement climatique de ces animaux si particuliers.

Olivier Dangles, DR IRD, CEFE, Montpellier, Rapporteur

Sylvain Pincebourde, DR CNRS, IRBI, Tours, Rapporteur

Gabriel Nève, MCF Université Aix-Marseille, IMBE, Marseille, Examinateur

Jean-François Le Galliard, DR CNRS, iEES, Paris, Examinateur

Laurence Després, PR Université de Grenoble, LECA, Grenoble, Examinatrice

Marianne Elias, DR CNRS, ISYEB, Paris, Co-directrice de thèse

Christine Andraud, PR MNHN, CRC, Paris, Co-directrice de thèse

Doris Gomez, CR CNRS, CEFE, Montpellier, Co-directrice de thèse