Depuis que les humains ont commencé à utiliser le feu, nous nous demandons pourquoi les insectes semblent avoir une attirance irrésistible pour la lumière. Avec l’utilisation moderne de l’électricité, le mystère a pris une nouvelle importance, car nos lumières perturbent le comportement des insectes sur toute la planète. Les scientifiques affirment désormais avoir compris pourquoi les insectes sont attirés par la flamme. Crédit : Sam Fabian
Les scientifiques ont découvert que les insectes tournent le dos aux sources de lumière la nuit, un comportement qui suggère que les lumières artificielles perturbent leur navigation naturelle. Cette découverte, basée sur des images de caméras à haute vitesse, remet en question des croyances de longue date et met en évidence l’impact de l’éclairage artificiel sur le comportement et la conservation des insectes.
La nuit, dans la forêt nuageuse du Costa Rica, une petite équipe de scientifiques internationaux a allumé une lumière et a attendu. Bientôt, des insectes, petits et grands, sortirent de l’obscurité. Papillons avec des taches comme des yeux fixes sur chaque aile. Coléoptères blindés brillants. Mouches. Une fois, même une mante religieuse. Chacun faisait la même danse hypnotique et vertigineuse autour de l’ampoule comme si elle y était attachée par un fil invisible.
L’enthousiasme s’est répandu au sein du groupe de chercheurs, même si ce phénomène n’était pas nouveau pour eux. La différence est qu’ils disposent désormais d’une technologie de pointe et de caméras à haute vitesse – capables de capturer les orbites rapides et frénétiques – pour cartographier les mouvements difficiles à suivre de centaines d’insectes et découvrir les secrets de leur comportement si étrange face à la lumière. la nuit.
Le projet de recherche a débuté dans le laboratoire de Lin où Fabian travaille et dispose d’une arène de capture de mouvement semblable à celle utilisée dans les films, uniquement à l’échelle des insectes. Crédit : Sam Fabian
Dévoiler le comportement des insectes
Un détail surprenant est apparu dans les données : en vol, les insectes gardaient le dos face à la source de lumière artificielle.
« Vous regardez les vidéos au ralenti et voyez cela se produire encore et encore », a déclaré Yash Sondhi, titulaire d’un récent doctorat en sciences biologiques de la CRF. diplômé et actuel chercheur postdoctoral au Florida Museum of Natural History. « Peut-être que lorsque les gens le remarquent, comme près de leurs lucarnes ou d’un réverbère, on dirait qu’ils volent droit dessus, mais ce n’est pas le cas. »
Ce comportement inédit, publié dans la revue Communications naturellesfournit une nouvelle explication et, même si elle confirme que la lumière est perturbatrice pour les insectes, elle offre également un nouvel aperçu de ce problème de conservation.
De petits marqueurs étaient apposés en forme de L le long du dos de plusieurs papillons de nuit et libellules. Ainsi, lorsqu’ils volaient autour de la lumière, ils collectaient également des données sur la façon dont ils roulaient, tournaient et se déplaçaient dans l’espace tridimensionnel. Crédit : Sam Fabian
Pendant des millions d’années, les insectes ont évolué pour devenir maîtres du vol en s’appuyant sur la chose la plus brillante qu’ils voient : le ciel. Aujourd’hui, le monde illuminé met leurs instincts en boucle. Les insectes pensent que le « ciel » imposteur qu’ils trouvent est le vrai et se retrouvent piégés dans un cycle épuisant en essayant de rester orientés. C’est un effort vain qui provoque des manœuvres maladroites et des collisions occasionnelles directement dans la lumière.
Gravité, vol et lumière artificielle
Une bonne maîtrise de la gravité est obligatoire pour tous les animaux.
Surtout ceux qui volent, comme les insectes qui réalisent des prouesses de vol qui peuvent surpasser celles des pilotes humains. Lorsqu’ils volent, ils subissent une accélération si rapide que leur détection de la gravité devient peu fiable. Ils ont besoin du ciel, même la nuit, pour discerner la direction à suivre et naviguer tout en gardant le contrôle dans les airs. Cependant, la lumière artificielle perturbe ce système.
Sondhi a commencé à faire le lien entre la vision, la lumière et le vol des insectes lorsqu’il a rejoint le laboratoire du professeur agrégé de biologie de la CRF, Jamie Theobald, en 2017.
Le travail a vraiment démarré, cependant, lorsqu’il a trouvé un groupe de spécialistes dans les domaines du vol des insectes et des systèmes sensoriels, déterminés à collecter et à réfléchir à un déluge de données de vol 3D pour voir ce qui, le cas échéant, était révélé.
Les insectes effectuaient des révolutions complexes autour d’une source de lumière artificielle, tournant le dos à l’ampoule, qu’ils semblent incapables de distinguer du ciel nocturne. Crédit : Sam Fabian
Découvertes révolutionnaires et considérations futures
Ce groupe comprenait Sondhi et Theobald, ainsi que Sam Fabian et Huai-Ti Lin du collège impérial de Londreset Pablo Allen du Conseil des échanges éducatifs internationaux à Monteverde, Costa Rica.
Le projet de recherche a débuté dans le laboratoire de Lin où Fabian travaille et dispose d’une arène de capture de mouvement semblable à celle utilisée dans les films, uniquement à l’échelle des insectes.
Crédit : Musée de Floride
De petits marqueurs étaient apposés en forme de L le long du dos de plusieurs papillons de nuit et libellules. Ainsi, lorsqu’ils volaient autour de la lumière, ils collectaient également des données sur la façon dont ils roulaient, tournaient et se déplaçaient dans l’espace tridimensionnel.
« Lors de l’une des toutes premières expériences, j’ai laissé un grand papillon jaune sous les ailes décoller de ma main et voler directement au-dessus de l’ampoule UV et il s’est immédiatement retourné », a-t-il déclaré. « Mais nous ne savions pas alors si le comportement que nous avions observé et mesuré en laboratoire serait également observé dans la nature. »
Attacher des dispositifs de suivi à de petits insectes exigeait de la patience, de la dextérité et de la pratique. Crédit : Photo du Musée de Floride par Jeff Gage
Le financement de National Geographic a aidé l’équipe à se rendre au Costa Rica – un pays riche en insectes – avec leurs appareils photo pour le découvrir.
Au total, ils ont collecté plus de 477 vidéos couvrant plus de 11 ordres d’insectes, puis ont utilisé des outils informatiques pour reconstruire les points le long des trajectoires de vol en 3D. Avec les données de capture de mouvement, les chercheurs ont conclu que toutes les espèces En fait, il s’est retourné lorsqu’il a été exposé à la lumière, tout comme le grand dessous des ailes jaunes en laboratoire.
Pour tester leur théorie dans la nature, l’équipe s’est rendue à la Estación Biológica Monteverde au Costa Rica, où elle a installé des lumières sous la canopée d’une forêt tropicale humide. Crédit : Yash Sondhi
« C’est une question préhistorique. Dans les premiers écrits, les gens le remarquaient à proximité du feu », a déclaré Theobald. « Il s’avère que toutes nos spéculations sur les raisons pour lesquelles cela se produit étaient fausses, c’est donc certainement le projet le plus cool auquel j’ai participé. »
Bien que l’étude confirme que la lumière perturbe les insectes, elle suggère également que sa direction est importante. Le pire est une ampoule orientée vers le haut ou simplement une ampoule nue. L’enveloppement ou le blindage peut être essentiel pour compenser les impacts négatifs sur les insectes.
Le type de lumière le plus perturbateur pour les insectes provient des ampoules dirigées vers le haut et de celles dépourvues de revêtement. L’enveloppement ou le blindage peut être essentiel pour compenser les impacts négatifs sur les insectes. Crédit : Sam Fabian
L’équipe réfléchit également à la couleur de la lumière, comme si les tons froids et chauds avaient des impacts différents. Et bien sûr, le mystère encore inexpliqué entourant l’attraction pour la lumière – et comment cela se produit en premier lieu sur de grandes distances.
« On m’avait dit auparavant qu’on ne pouvait pas demander pourquoi des questions comme celle-ci, que cela ne servait à rien », a déclaré Sondhi. « Mais en persévérant et en trouvant les bonnes personnes, nous avons trouvé une réponse à laquelle aucun d’entre nous n’avait vraiment pensé, mais c’est très important pour accroître la sensibilisation à l’impact de la lumière sur les populations d’insectes et informer les changements qui peuvent les aider. »
