Les papillons de nuit sont-ils vraiment attirés par la lumière, la prennent-ils pour la lune, s'échappent-ils vers la lumière ?
- vol circulaire "orbite" relativement stable autour de la lumière (Fig. 1 a)
- décrochage : une montée abrupte alors que l'insecte se détournait de la source de lumière perdant de la vitesse jusqu'à ce que l'insecte cesse de voler et tombe (Fig. 1 b),
- L'inversion (soit par roulis, soit par tangage) de l'attitude de vol de l'insecte, suivie d'une plongée abrupte vers le sol.(Fig. 1 c)
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Des expériences rigoureuses apportent de nouvelles réponses
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À l'aide de minuscules capteurs, ils explorent pourquoi les lumières artificielles rendent les papillons de nuit et autres insectes incapables de voler normalement.
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Résultats
Une source lumineuse ponctuelle artificielle induit un comportement de vol anormal chez les insectes
Après analyse de 413 enregistrements de terrain stéréo-vidéographiques, Fabian, et al. (2023) ont identifié et décrit dans la très grande variabilité de comportements, trois pattern visuellement caractéristiques.
Le comportement orbite était caractérisé par une trajectoire de vol circulaire relativement stable autour de la lumière avec une vitesse soutenue (Fig. 1 a ). L'insecte semble maintenir une inclinaison stable avec le corps incliné latéralement (tonneau) vers la source lumineuse. L'orbite a été observée fréquemment dans des conditions de vent faible (<1 m/s), les insectes se dispersant en cas de rafale de vent.
Le comportement décrochage était caractérisé par une montée abrupte alors que l'insecte se détournait de la source de lumière (Fig. 1 b), perdant de la vitesse jusqu'à ce que l'insecte cesse de progresser, et chute.
Une inversion de l'attitude de l'insecte (soit par roulis, soit par tangage) qui vole alors "sur le dos", se produit lorsque l'insecte vole directement au-dessus d'une source lumineuse (Fig. 1 c), entraînant une plongée abrupte vers le sol. Une fois sous la lumière, les insectes se redressaient fréquemment, pour grimper au-dessus de la lumière et s'inverser une fois de plus.
Au cours de ces vols, les insectes dirigeaient constamment leur axe dorsal vers la source lumineuse, même si cela empêchait un vol normal et provoquait un crash. D'après Fabian et al., (2023) encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine : ici
Réfutation de l'hypothèse de la lumière-boussole H2 Celestial compass
Si les insectes en orbite autour de sources lumineuses confondaient la lumière avec un repère de boussole tel que la lune, nous nous attendrions à ce que si l'on éteint la lampe et en allume une autre, ils maintiennent toujours cette orbite dans le même sens mais autour de la nouvelle lampe (Fig. 2 b schéma du bas). Si ils sont guidés par DLR, ils se mettraient à tourneraient tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre (Fig. 2 b schéma du milieu).
Lorsque Les chercheurs ont permuté l'éclairage entre deux lampes (fig 2a) sous lesquelles l'insecte N. pronuba, volait en orbite, ils changeaient fréquemment leur sens de rotation au changement (Fig. 2 c) .
Fig 2: a, Un diagramme de la configuration de la commutation de la lumière. Si les insectes confondaient la lumière avec un repère de boussole tel que la lune, nous nous attendrions à ce qu'ils continuent à tourner dans le mème sens lorsque l'autre lampe s'allume (gauche schéma a en bas "compass direction"). Or lorsque les chercheurs basculé entre deux lampes N. pronuba tournait en dessous pour tester s'ils maintiendraient la direction de leur orbite sur un nouveau feu. En b, Illustrations des résultats de chemin alternatifs de la commutation de la lumière. Les papillons de nuit en orbite changeaient souvent leur sens de rotation lorsque les lumières étaient permutées. c, Superpositions d'images (toutes les 20 ms) de la commutation de lumière vue de dessous, avec des insectes en fausses couleurs correspondant à la lumière allumée. Les flèches indiquent le sens de déplacement [img]. Source : Fabian, et al. (2023) ici
Les chercheurs ont aussi noté que ces comportement erratiques sont aussi produits par des LED blanches qui n'émettent presque pas d'infra-rouge - pour tester si vraiment le rayonnement thermique des sources lumineuses attire les insectes volants. (H4)
Une lumière artificielle semblable au ciel rétablit le vol normal H1, H3
Pour tester l'hypothèse H2 (les insectes s'échapperaient vers le haut en prenant la lumière comme indice), les chercheurs ont utilisé, puis inversé une méthode classique pour piéger les insectes dans la nature, consistant à éclairer d'une lumière vive une surface blanche au sol (fig 3a). Dans le terrain, Fabian, et al. (2023) ont filmé le comportement des insectes avec une source de lumière UV tournée vers le bas éclairant un tissu blanc étalé sur le sol. Ils ont effectivement observé de nombreux insectes se renversant et culbutant dans les airs avant de s'écraser sur le sol (Fig. 3 a). Mais lorsqu'ils ont utilisé la même ampoule pour éclairer vers le haut le même tissus blanc tendu au-dessus, cela a créé un couloir dans lequel la lumière se reflétait vers le bas comme une lueur diffuse semblable au ciel. Dans cette disposition, les insectes ne volaient pas vers vers la lampe, ou ne se regroupaient pas autour de la lampe (H1), mais suivaient des trajectoires diverses et plus normales sous la lumière à travers le couloir lumineux (Fig. 3 b). Cela soutient pour Fabian et al. plutôt l'idée que le comportement d'écrasement au sol est une conséquence d'un décalage entre la perception du "haut" (par DLR) des insectes et la véritable direction de la gravité (Fig. 3 c).
Fig 3: L'effet de la lumière réfléchie dépendait fortement du fait qu'elle provenait du dessous ou du dessus de l'insecte. a, Exemple de trajectoires d'insectes tentant de voler au-dessus d'une feuille blanche éclairée par un tube de lumière UV orienté vers le bas. b, Exemples de trajectoires d'insectes volant sous un drap blanc éclairé par un tube de lumière UV orienté vers le haut. c, Une représentation schématique de l'effet comportemental hypothétique du "piégeage de la lumière" (à gauche) par rapport au vol sous un couvert diffus (à droite). Le fort effet de la directionnalité de la lumière était également présent chez les abeilles et les diptères, tous deux incapables de maintenir leur vol lorsque la lumière UV venait d'en bas. d, Exemple de trajectoires d'abeilles (toutes les 30 ms), vol de diptères sauvages mixtes (toutes les 10 ms) avec lumière UV fournie au-dessus ou au-dessous. [img]. Source : Fabian, et al. (2023) ici
Et des insectes plus petits ?
Pour tester si des insectes plus petits seraient plus résistants à ces perturbations, Fabian, et al. (2023) ont capturé des abeilles sauvages (Apis mellifera) et divers diptères (des genres Lucilia, Dolichopus, Coenosia, et d'autres Anthomyiidae et Muscidae). Avec une lumière UV diffuse provenant du dessus, les abeilles et les diptères ont volé vers le plafond de l'enceinte d'une manière rapide mais systématique, ressemblant à un vol d'évasion normal. Cependant, avec la lumière UV par le bas, ni les abeilles ni les mouches n'ont pu maintenir leur vol, s'inclinant et s'inversant peu après le décollage pour s'écraser sur le sol (cf. fig. 3 d). Ces résultats suggèrent aussi que ces insectes dépendent fortement de la direction de la lumière pour orienter leur vol vers le haut, et que des organes sensoriels spécifiques tels que les haltères des diptères ne compensent pas une estimation inexacte de la verticalité. Toutes les mouches ont également été testées avec des ampoules LED blanc froid au-dessus et en dessous de leur enceinte. Aucune mouche n'a présenté le comportement de basculement ou de percuter la source blanche, ce qui suggère que l'effet est spécifique aux courtes longueurs d'onde de la lumière chez les diptères testés. encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine : Fabian, et al. (2023) ici
Curieusement, parmi les insectes que les chercheurs ont testé, seules les mouches du vinaigre (Drosophila spp.) et les sphinx du laurier-rose (Daphnis nerii) ont volé sans problème au-dessus de la lumière ultraviolette orientée vers le haut, alors que l'éclairage artificiel dans le terrain piège facilement Oleander et D'autres sphinx. cf Figure suppl ici
Réfutation des autres hypothèses et conclusion :
La conclusion prudente
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