Mimétisme

Henry Walter Bates.

Couleuvre faux-corail.

Serpent corail.

La présence d’aposématisme, c’est-à-dire l’usage de signaux d’avertissement visibles par des organismes pour annoncer leur nocivité, a provoqué l’essor de nombreuses formes de mimétisme dans lesquelles des espèces différentes adoptent des apparences similaires (Wuster, 2004).

L’une de ces formes de mimétisme est le mimétisme batésien, nommé d’après son découvreur, un naturaliste anglais du XIX^e siècle nommé Henry Walter Bates. Le mimétisme batésien décrit le phénomène suivant : une espèce inoffensive adopte l’apparence physique (motifs, couleurs, etc.) d’espèces nocives avec pour but d’éviter les prédateurs qui ont appris à éviter les vraies espèces nocives aposématiques[5] - [6]. Le mime (c’est-à-dire l’espèce inoffensive) bénéficie donc de la protection contre les prédateurs sans avoir à dépenser de l’énergie pour consommer ou produire des toxines. L’imité, au contraire, en souffre, car les prédateurs risquent de comprendre que dans de nombreux cas le signal d’avertissement n’est pas honnête.

De nombreux exemples de mimétisme batésien viennent du monde des insectes ; Bates lui-même a créé le concept après avoir examiné des papillons inoffensifs présentant des motifs similaires à ceux d’autres espèces du bassin amazonien, nocives celles-là[7]. L’exemple le plus cité pendant longtemps venait de l’étude de Brower des papillons monarque et vice-roi. Dans le cadre de cette étude, Brower avait montré comment les papillons vice-rois, qui — pensait-on — n'avaient pas de défenses chimiques, avaient évolué pour ressembler énormément aux papillons monarques qui eux sont nocifs car ils mangent les feuilles d’une plante toxique, l’asclépiade commune, lorsqu’ils sont encore au stade de chenilles (Brower, 1958). Mais des études récentes ont montré qu’en fait le vice-roi est nocif lui-même grâce à sa consommation d’acide salicylique, ce qui en fait donc un exemple de mimétisme mullérien (Ricklefs, 2010). Néanmoins, il existe bien des cas de mimétisme batésien chez les papillons, comme Dismorphia et Ithomiini[7].

En plus des papillons, d’autres modèles du mimétisme batésien sont des insectes sociaux comme les fourmis et les guêpes. Ces insectes ont tendance à avoir des adaptations anti-prédation (Ito et al., 2004). Les guêpes en particulier sont la cible du mimétisme batésien, servant de modèle à des insectes comme les mantidés et les papillons de nuit (Ricklefs, 2010). Le phénomène d’araignées imitant des fourmis est aussi très bien documenté, ainsi que le phénomène de pieuvres de Malaisie imitant des serpents de mer[8] - [9]. Un exemple de mimétisme batésien chez les vertébrés est celui de la couleuvre faux-corail Lampropeltis triangulum qui, comme son nom l’indique, mime le serpent corail.

Le mimétisme batésien en tant que concept théorique est bien défendu par des preuves empiriques et par des analyses quantitatives. L’article de Duncan et Sheppard (1965) est à la base des approches empiriques : il a étudié la réponse des prédateurs au mimétisme grâce à des expériences avec des poules. La modélisation mathématique a aussi défendu l’hypothèse des bénéfices du mimétisme batésien[10].

Aujourd’hui, le mimétisme batésien est reconnu comme une nette réponse évolutive qui a lieu dans de nombreuses parties du monde et concerne de nombreuses espèces.

Monarque (gauche) et vice-roi (droite).

Le mimétisme mullérien est une forme de ressemblance biologique dans laquelle deux ou plusieurs espèces toxiques non apparentées ont des motifs et des couleurs d’avertissement similaires[5] - [6]. Le mimétisme mullérien est nommé d'après son découvreur, Fritz Müller, un zoologue allemand du XIX^e siècle (Ricklefs, 2010).

Ce phénomène peut être comparé au mimétisme batésien, où un mime inoffensif imite un modèle nocif et trompe ainsi le prédateur[11]. Le mimétisme mullérien est différent : les deux espèces sont nocives, et il n’y a pas tromperie. Au contraire, la ressemblance des couleurs d’avertissement est avantageuse pour les deux espèces, car le prédateur a tendance à moins faire d'erreur (Huheey, 1976). Les prédateurs apprennent à éviter plus efficacement les proies nocives, puisqu’une mauvaise expérience du prédateur avec une espèce protège tous les autres modèles mullériens (Ricklefs, 2010). Le mime et le modèle profitent donc tous deux de la présence de l’autre grâce au partage du fardeau que sont les prédateurs (Huheey, 1976). Des études ont montré que le mimétisme mullérien est aussi avantageux pour le prédateur, car il réduit la fréquence des erreurs pendant l’apprentissage des différents signaux d’avertissement (Huheey, 1976).

La théorie du mimétisme mullérien explique de nombreuses situations dans lesquelles les couleurs d’espèces nocives coexistantes convergent vers un simple motif aposématique[12]. Un exemple classique est celui des espèces d’Heliconius en Amérique du Sud. Plusieurs de ces espèces ont évolué vers des motifs similaires sur les ailes, et cela est avantageux pour toutes[6] - [13].

Mais ce mimétisme n’est pas limité à la faune : de nombreuses plantes avec des fleurs similaires bénéficient mutuellement du fait d’attirer le même pollinisateur. Ces espèces ont convergé vers des signaux similaires, et donc sont considérées comme un parallèle au mimétisme mullérien animal[14]. Dans toutes ces associations, les plantes offrent une récompense au pollinisateur, et donc il n’y a pas de duplicité. Voici un exemple de ce mimétisme : les plantes pollinisées par des colibris, Ipomopsis aggregata, Penstemon barbatus et Castilleja integra[14]. Ces espèces ont convergé dans les domaines suivants : couleur, taille et forme des fleurs. Cette évolution est certainement due aux avantages qu’il y a d’utiliser des signaux et des récompenses similaires pour attirer le même colibri pollinisateur[14].

Ces deux exemples illustrent le mimétisme mullérien : des espèces aux caractéristiques physiques et comportementales proches développent un style de « publicité » commun, pour le bénéfice de tous[13].

L'expérience montre qu'une région peut avoir un nombre d'espèces impliquées dans un système de mimétisme batésien et mullérien. Ces communautés sont connues sous le nom d'anneaux mimétiques[15]. De même, de nombreuses observations montrent que dans ce type de classement distinguant mimétisme mullérien et batésien, il est question d’extrêmes entre lesquels on trouve toutes sortes d’intermédiaires, formant un continuum[16].

Micrurus tener (gauche) et Lampropeltis triangulum annulata (droite).

Le mimétisme emselyen[17], ou mertensien décrit le cas particulier où une espèce toxique imite une espèce moins dangereuse. D'abord proposé par le biologiste Emsley[18], cette catégorie de mimétisme est ensuite développée par le biologiste allemand Wolfgang Wickler dans Mimicry in Plants and Animals, et nommée d'après le nom de l'herpétologiste allemand Robert Mertens[19]. Cependant, comme le note Sheppard, Hecht et Marien ont formulé des hypothèses semblables dix ans plus tôt[20] - [21].

Le scénario est quelque peu différent des autres types de mimétisme, puisqu'ici c'est l'espèce la moins dangereuse qui est copiée. Si le prédateur meurt, en effet, l'espèce moins dangereuse ne peut pas apprendre à reconnaître un signal d'alerte, et ainsi l'émission de tels signaux en cas d'attaque par un prédateur ne constitue pas un avantage : l'espèce aura plus avantage à être mieux camouflée afin d'éviter les attaques. Mais s'il existe une autre espèce ressemblante, capable d'émettre des signaux d'alertes (aposématique), et dangereuse sans être mortelle, le prédateur apprendra à les reconnaître et évitera donc tous ces animaux. Ce type de mimétisme profite donc aux deux espèces, car elles seront attaquées moins souvent[20] - [21].

Le serpent corail (Micrurus) constitue un bon exemple de ce type particulier de mimétisme : il ressemble à la couleuvre tachetée (Lampropeltis) et au serpent faux-corail (Erythrolamprus). Ce dernier, bien que peu vénéneux, est très désagréable à manger et protège ainsi aussi bien le vénéneux serpent corail que l'inoffensive couleuvre tachetée[22].

Découvert par l'entomologiste Erich Wasmann, ce type de mimétisme concerne le cas où c'est un modèle social qui est copié. Ce cas concerne généralement des insectes sociaux tels que les fourmis, les termites, les abeilles ou les guêpes[23].

Ce mimétisme décrit par Elizabeth et George Peckham[24] consiste pour un insecte (lucioles, araignées) à imiter une proie pour l'attirer et la manger[25].

Exemple d'ocelle sur Caligo eurilochus.

L'automimétisme est le cas d'animaux imitant une portion seulement du corps d'un prédateur ou de leur propre corps. Par exemple, de nombreux papillons et d'espèces de poisson d'eau douce ont des taches simulant un œil, appelées ocelles. Elles ont pour effet de créer la surprise sur le prédateur et de donner à la proie le temps de fuir. De plus, l'automimétisme peut, de par l'orientation du signal, tromper les perceptions du prédateurs. C'est le cas des serpents dits « à deux têtes », par exemple le Faux-corail Anilius scytale, qui, lorsqu'il est acculé redresse sa queue en hauteur et la balance, dissimulant sa tête.

Un gecko Uroplatus sikorae est dissimulé sur ce tronc d'arbre.

Œil de phasme (Musée d'histoire naturelle de Lille).

Leptocentrus vicarius (Membracidae).

Le camouflage est une démarche différente puisqu'il consiste à imiter des objets inanimés de l'environnement comme une pierre (cas des poissons-pierres), une feuille, une brindille (cas des phasmes, ou des stratégies mimétiques variées des chenilles, chrysalides et imagos des papillons[26])… Les espèces les plus grosses n'imitent pas un objet particulier mais un ton, ainsi les robes tachetées des léopards se fondent dans la brousse. La robe des zèbres est particulièrement adapté au système visuel de son prédateur le plus dangereux, le lion. Deux types de camouflage peuvent coexister : l'homochromie est le mimétisme des couleurs et l'homomorphie est le mimétisme des formes. Ce mimétisme est présent chez les insectes au moins depuis le Permien[27].

Quelques espèces des forêts tropicales humides ont développé une capacité à changer leur couleur pour se fondre dans leur environnement. Cette stratégie peut être aussi bien agressive que défensive. C'est le cas par exemple des caméléons ou des geckos Uroplatus de Madagascar. Elles disposent de cellules de la peau appelées chromatophores qui sont capables de ce changement de coloration dite énigmatique.

En mai 2014, une publication dans Current Biology[28] révèle qu'une même tige de la Vigne caméléon (Boquila trifoliolata) peut prendre l'apparence des feuilles de différentes plantes sur laquelle elles s'accroche, afin d'échapper à l'attention des prédateurs. Les scientifiques cherchent à comprendre ce mécanisme encore jamais observé, qui permet à la plante de « reconnaître » et de copier l'apparence des plantes qu'elle rencontre lors de sa croissance[29].

• 
  Les lignes jaunes de la chenille du Sphinx du peuplier imitent les nervures des feuilles.
• 
  La position habituelle et l'immobilité de la chenille de l'Hibernie hâtive simulent le rameau qui lui sert de support.
• 
  Les points blancs de la chrysalide de la Belle-Dame évoquent des gouttes de rosée sur une feuille morte.

: document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

• (en) H. W. Bates, « Contributions to an insect fauna of the Amazon valley — Lepidoptera: Heliconidae », Transactions of the Entomological Society, Londres, vol. 23,‎ 1862, p. 495-566
• Brower, JVZ. (1958) Experimental studies of mimicry in some North American butterflies. Part I. The monarch, Danaus plexippus and viceroy Limenitis archippus. Evolution (12)32 pp. 42-58.
• Roger Reboussin, Le mimétisme au point de vue du peintre, L'oiseau et la revue française d'ornithologie, n^o 1, 1931.
• Duncan, C. J. (1965) Sensory Discrimination and Its Role in Evolution of Batesian Mimicry. Behavior (24)4 p. 249-282.
• Emlen, J. M. (1968) Batesian Mimicry: A Preliminary Theoretical Investigation of Quantitative Aspects. The American Naturalist (102)925 p. 235-241
• Ito, Fuminori et al. (2004) Spectacular Batesian Mimicry in Ants. Naturwissenschaften. (91)10 p. 481-484.
• Joron, M. (2008). « Batesian Mimicry: Can a Leopard Change Its Spots- and Get them Back? » Current Biology (18)11 p. 476-479.
• Ruxton, G. D., Sherratt, T. N., and M. P. Speed. (2004) Avoiding Attack: The Evolutionary Ecology of Crypsis, Warning Signals & Mimicry, Oxford University Press, Oxford, Royaume-Uni.
• Wuster Wolfgang, et al. (2004) Do Aposematism and Batesian mimicry require brightcolours? A test, using European viper markings. The Royal Society. 271 p. 2495–2499.
• Brown, K. S., & Benson, W. W. (1974) Adaptive Polymorphism Associated with Multiple Mullerian Mimicry in Heliconius numata, Biotropica, 6(4), p. 205-228.
• Brown, J. H., & Brown, A. K. (1979) Convergence, Competition and Mimicry in a Temperate Community of Hummingbird Pollinated Flowers, Ecology, 60(5), p. 1020-1035.
• Britannica Online (2010) Mullerian Mimicry, retrieved online le 28 avril 2010 from http://www.britannica.com/EBchecked/topic/396909/Mullerian-mimicry.
• Dafni, A. (1984) Mimicry and Deception in Pollination, Ann. Rev. Ecol. Syst., 15, p. 259-78.
• Huheey, J. E. (1976) Studies in Warning Coloration and Mimicry: Evolutionary Consequences of a Batesian-Mullerian Spectrum: A Model for Mullerian Mimicry, Evolution, 30, p. 86-93.
• Ricklefs, R. E. (2010) The Economy of Nature, 6^e édition, New York, W. H. Freeman and Company.

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• Warning Colour and Mimicry • Lecture outline from University College London
• Camouflage and Mimicry in Fossils
• Chemical Mimicry in Pollination
• www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/decouv/articles/chap7/olivieri.html — Évolution du mimétisme chez les papillons tropicaux du genre Heliconius