Un mystère millénaire sur les insectes et la lumière nocturne a enfin été résolu

Depuis que les humains ont commencé à utiliser le feu, nous nous demandons pourquoi les insectes ont une attirance si irrésistible pour la lumière. Avec l’utilisation moderne de l’électricité, le mystère a pris une nouvelle importance à mesure que nos lumières perturbent le comportement des insectes à travers la planète. Aujourd’hui, les scientifiques affirment avoir découvert pourquoi les insectes sont attirés par les flammes. Crédit : Sam Fabian

Les scientifiques ont découvert que les insectes tournent le dos aux sources de lumière la nuit, un comportement qui suggère que l'éclairage artificiel perturbe leur navigation naturelle. La 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 protection des insectes.

La nuit, dans la forêt nuageuse du Costa Rica, une petite équipe de scientifiques internationaux attendait avec une lampe de poche. Bientôt, des insectes, petits et grands, descendirent de l’obscurité. Papillons avec des taches ressemblant à des yeux qui ne clignent pas sur chaque aile. Coléoptères blindés brillants. Mouches. Une fois, même une prière. Chacun exécutait la même danse hypnotique et vertigineuse autour de l’ampoule au fil invisible.

Même si le phénomène n’était pas nouveau pour eux, l’enthousiasme s’est répandu au sein du groupe de chercheurs. La différence réside dans la technologie à grande vitesse et les caméras à grande vitesse – capables de capturer des orbites rapides et frénétiques – peuvent cartographier les mouvements difficiles à suivre de centaines d’insectes et percer les mystères qui entourent pourquoi ils se comportent si étrangement autour de la lumière. la nuit.

Arène de capture de mouvement Fabian

Le projet de recherche a débuté dans le laboratoire de Lin, où travaille Fabian, et dispose d'une arène de capture de mouvement similaire à celle utilisée dans les films – uniquement à l'échelle des insectes. Crédit : Sam Fabian

Expression du 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.

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« Vous regardez des vidéos au ralenti et voyez cela se produire encore et encore », explique un récent doctorant en sciences biologiques de la CRF. » dit Yash Sonthi. diplômé et actuel chercheur postdoctoral au Florida Museum of Natural History. « Peut-être que lorsque les gens le remarquent, près de leur porche ou de leur lampadaire, on a l'impression qu'ils volent droit, mais ce n'est pas le cas. »

Ce comportement, qui n'avait pas été documenté auparavant, a été publié dans la revue Communication naturelleTout en apportant une nouvelle explication et une confirmation du fait que la lumière perturbe les insectes, elle apporte également un nouvel aperçu de ce problème de conservation.

Libellule avec marqueurs

De petits marqueurs étaient attachés au dos de plusieurs papillons de nuit et libellules en forme de L, de sorte qu'en volant 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

Au fil des millions d’années, les insectes sont devenus des maîtres du vol en s’appuyant sur la chose la plus brillante qu’ils puissent voir : le ciel. Aujourd’hui, le monde lumineux met en boucle leurs instincts. Les insectes pensent que le faux « ciel » qu’ils trouvent est réel et se retrouvent coincés dans un cycle épuisant consistant à essayer de rester orientés. C'est un effort vain qui se traduit par des manœuvres maladroites et s'écrase parfois directement dans la lumière.

Gravité, vol et lumière artificielle

Une bonne compréhension de la gravité est impérative pour tous les animaux.

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Les insectes volants, en particulier, réalisent des prouesses de vol qui surpassent les pilotes humains. En vol, l’accélération est si rapide que leur sens de la gravité devient peu fiable. Même la nuit, ils ont besoin du ciel pour déterminer la route à suivre et garder le contrôle face au vent. Lumière artificielle, chaos dans ce système.

Sonthi a commencé à relier les points entre la vision, la lumière et le vol des insectes en 2017 lorsqu'il a rejoint le laboratoire du professeur agrégé de biologie de la CRF, Jamie Theobald.

Cependant, le travail a vraiment décollé lorsqu'il a trouvé une équipe d'experts dans les domaines du vol des insectes et des systèmes sensoriels qui ont décidé de collecter un déluge de données de vol 3D et de voir ce que cela révélait, le cas échéant.

Les insectes volaient dans des révolutions complexes autour d’une source de lumière artificielle

Les insectes volaient dans des révolutions complexes autour d’une source de lumière artificielle, avec la lampe sur le dos, apparemment impossible à distinguer du ciel nocturne. Crédit : Sam Fabian

Nouvelles découvertes et considérations futures

Ce groupe comprenait Sonthi et Theobald ainsi que Sam Fabian et Huai-De Lin. collège impérial de Londreset Pablo Allen du Conseil international des échanges éducatifs à Monteverde, Costa Rica.

Le projet de recherche a débuté dans le laboratoire de Lin, où travaille Fabian, et dispose d'une arène de capture de mouvement similaire à celle utilisée dans les films – uniquement à l'échelle des insectes.

Lumière artificielle de mouvement des insectes

Crédit : Musée de Floride

De petits marqueurs étaient attachés au dos de plusieurs papillons de nuit et libellules en forme de L, de sorte qu'en volant autour de la lumière, ils collectaient également des données sur la façon dont ils roulaient, tournaient et se déplaçaient dans l'espace tridimensionnel.

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« Lors d'un des premiers tests, j'ai retiré de ma main un gros papillon à fond jaune et je l'ai laissé voler directement au-dessus de la lampe UV, et il s'est immédiatement retourné », a-t-il déclaré. « Mais nous ne savons pas si le comportement que nous avons observé et mesuré en laboratoire sera également observé dans la nature. »

Attache des dispositifs de suivi aux petits insectes

Attacher des dispositifs de suivi à de petits insectes nécessite de la patience, des compétences et de la pratique. Crédit : Musée de Floride Photo de Jeff Gage

Le financement de National Geographic a permis à l'équipe de se rendre au Costa Rica, un pays riche en diversité d'insectes, pour localiser leurs caméras.

Au total, ils ont collecté plus de 477 vidéos de plus de 11 ordres d’insectes, puis ont utilisé des outils informatiques pour reconstruire les points des trajectoires de vol en 3D. Avec les données de capture de mouvement, les chercheurs ont conclu que tous espèces En fait, tout comme le gros fond jaune dans le laboratoire, il se retourne lorsqu’il est exposé à la lumière.

Station biologique de Monteverde, Costa Rica

Pour tester leur théorie dans la nature, l'équipe s'est rendue à l'Estacion Biologica Monteverde au Costa Rica, où elle a installé des lumières sous la canopée d'une forêt tropicale humide. Merci : Yash Sonthi

« C'est une question préhistorique. Dans les premiers écrits, les gens l'observaient autour des incendies », a déclaré Theobald. « Toutes nos suppositions sur les raisons pour lesquelles cela se produit se sont révélées fausses, c'est donc certainement le meilleur projet auquel j'ai jamais participé. partie de. »

Si l’étude confirme que la lumière perturbe les insectes, elle suggère également que la direction de la lumière est importante. Pire encore, ce sont les frais généraux ou simplement une ampoule. Les boucliers ou boucliers peuvent être essentiels pour corriger les impacts négatifs sur les insectes.

Une lumière très perturbatrice pour les insectes

Le type de lumière le plus perturbateur pour les insectes provient des ampoules dirigées vers le haut et dépourvues de couvercle. Les boucliers ou boucliers peuvent être essentiels pour corriger les impacts négatifs sur les insectes. Crédit : Sam Fabian

L’équipe pense également aux pastels, car les tons froids et chauds ont des effets différents. Et bien sûr, le mystère encore inexpliqué entourant l’attraction de la lumière et la manière dont elle se produit à de grandes distances.

« On m'a dit plus tôt pourquoi vous ne pouvez pas poser des questions comme celle-ci, cela ne sert à rien », a déclaré Sonthi. « Mais avec de la persévérance et en trouvant les bonnes personnes, nous avons trouvé une réponse à laquelle personne n'avait vraiment pensé, mais il est si important de sensibiliser à la façon dont la lumière affecte les populations d'insectes et d'informer les changements qui peuvent les aider. »

Remarque : Samuel D. Fabian, Yash Sonthi, Pablo E. Allen, Jamie C. Theobald et Huai-De Lin, 30 janvier 2024, « Pourquoi les insectes volants se rassemblent sous la lumière artificielle » Communication naturelle.
DOI : 10.1038/s41467-024-44785-3

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