Des insectes migrateurs observés pour la première fois durant leur migration

De nombreux insectes volants migrent de façon saisonnière et parcourent parfois d'immenses distances.

Les martinets et les lorions sont déjà partis. Et les rougequeues noirs suivront bientôt. Nous savons que de nombreuses espèces d'oiseaux prennent la direction du sud en hiver. En revanche, le fait que des billions d'insectes migrent simultanément était jusqu'ici bien moins connu.

Les papillons, les libellules ou les syrphes cherchent eux aussi un quartier d'hiver plus clément. La recherche en dresse peu à peu un tableau de plus en plus précis. Hier, une étude publiée dans la revue scientifique «Science» a montré que des sphinx tête-de-mort de la région du lac de Constance traversent les Alpes en une seule nuit.

Les insectes sont ainsi les plus petits animaux volants migrateurs de la planète, et pourtant ils sont capables de maintenir des trajectoires de vol parfaitement rectilignes même dans des conditions de vent défavorables – c'est ce qu'a révélé une nouvelle étude de l'Institut Max-Planck de biologie comportementale (MPI-AB) et de l'Université de Constance.

À bord d'un avion, les chercheurs ont suivi des papillons nocturnes équipés d'émetteurs radio sur des distances allant jusqu'à 80 kilomètres – la plus longue distance sur laquelle un insecte ait jamais pu être observé en continu dans la nature. Grâce au suivi précis de ces papillons nocturnes durant leur migration, cette étude pionnière, désormais publiée dans la revue spécialisée Science, a levé le voile sur l'un des plus anciens mystères : le comportement des insectes lors de leurs migrations sur de longues distances. L'étude démontre que les sphinx tête-de-mort emploient des stratégies de vol sophistiquées pour s'adapter aux conditions de vent et maintenir ainsi leur cap avec précision sur de longues distances. Les résultats suggèrent en outre que les insectes sont capables de naviguer avec une grande précision au cours de leurs longs périples, guidés par une boussole intérieure.

Les insectes comptent parmi les animaux migrateurs les plus répandus sur Terre – avec des billions d'individus qui entreprennent chaque année des migrations, parfois sur des distances considérables. Parmi eux figurent des espèces bien connues, comme le sphinx tête-de-mort, mais aussi des espèces d'une grande importance sociétale et écologique, telles que les criquets, les moustiques et les abeilles. Pourtant, bien que le nombre d'insectes migrateurs dépasse de loin celui des animaux migrateurs plus célèbres – comme les oiseaux de passage ou les chauves-souris –, leur comportement migratoire est nettement moins étudié.

Le problème est en grande partie d'ordre méthodologique. «L'étude des insectes migrateurs représente un immense défi«, explique le Dr Myles Menz, auteur principal de l'étude actuelle, qui a mené ses recherches au MPI-AB et enseigne désormais en tant que maître de conférences à la James Cook University en Australie. «Ils sont généralement trop nombreux pour être marqués et retrouvés, et trop petits pour porter des dispositifs de localisation.“

Nos connaissances actuelles sur la migration des insectes proviennent en grande partie d'études dans lesquelles les insectes ou leur position ont été capturés sous forme d'instantanés ponctuels, par exemple par radar ou par observation directe, ce qui laisse subsister d'importantes lacunes dans nos connaissances. «Comprendre ce que font les insectes individuellement pendant leur migration et comment ils réagissent aux conditions météorologiques constitue l'un des grands défis de la recherche sur le comportement migratoire des animaux«, déclare Menz.

Dans la présente étude, les chercheurs ont suivi à bord d'un avion léger des insectes équipés d'émetteurs radio «pas à pasqu'ils ont suivis est la première permettant d'observer en continu la migration d'insectes volants nocturnes vivant en liberté sur une période prolongée. Les données de déplacement ainsi recueillies constituent un record pour la plus longue distance sur laquelle des trajectoires de vol continues d'insectes ont pu être suivies sur le terrain. L'équipe de chercheurs du MPI-AB et de l'Université de Constance, ainsi que de l'Université d'Exeter (Royaume-Uni), s'est concentrée sur le sphinx tête-de-mort – un grand papillon nocturne qui parcourt chaque année jusqu'à 4 000 kilomètres entre l'Europe et l'Afrique lors de ses migrations. Comme c'est le cas pour de nombreux insectes, ce trajet n'est cependant pas effectué par des individus isolés, mais de génération en génération. Cela signifie qu'aucun individu ne connaît l'intégralité du parcours.

Pour son étude, l'équipe de recherche du MPI-AB à Constance a élevé les chenilles du sphinx tête-de-mort jusqu'au stade adulte en laboratoire, afin de s'assurer que les individus étaient naïfs – c'est-à-dire sans expérience préalable. Au stade adulte, les animaux ont été équipés d'émetteurs radio miniaturisés ne pesant que 0,2 gramme, soit moins de 15 % du poids corporel d'un sphinx tête-de-mort adulte. «La nourriture qu'un papillon absorbe chaque nuit représente probablement plus que ce poids. Les émetteurs sont donc très légers pour les insectes«, explique Menz.

Après avoir fixé les émetteurs, les chercheurs ont relâché les papillons et attendu leur envol. Ils se sont concentrés à chaque fois sur l'observation d'un seul individu. Au total, l'équipe a ainsi suivi 14 papillons nocturnes pendant des durées allant jusqu'à quatre heures et sur des distances atteignant 80 kilomètres – des distances qui correspondent à des vols migratoires nocturnes pour ces animaux. Ils ont utilisé des antennes fixées à un Cessna pour déterminer depuis l'avion la position précise des animaux toutes les cinq à quinze minutes. Les insectes ont ainsi été suivis en direction sud-sud-ouest depuis Constance jusqu'aux Alpes – et parfois au-delà –, ce qui correspond à la route empruntée par les sphinx tête-de-mort vers la Méditerranée et le nord-ouest de l'Afrique.

En raison de contraintes très pratiques liées au vol en avion, les chercheurs ont suivi les papillons nocturnes jusqu'à ce que les insectes fassent une halte sur leur route. «Lorsqu'on se trouve dans un avion, il est pratiquement impossible d'attendre que les insectes reprennent leur migration. Il faudrait être déjà en vol à ce moment précis — qui peut survenir en pleine nuit», explique le Prof. Dr. Martin Wikelski pour illustrer le problème. Wikelski est écologue au MPI-AB et à l'Université de Constance ; c'est lui qui pilotait l'avion durant les mesures.

Les résultats de cette étude ont montré que les papillons de nuit maintenaient des trajectoires de vol parfaitement rectilignes sur de longues distances. Ce n'était toutefois pas parce qu'ils attendaient que le vent soit favorable dans leur dos. Ils mettaient plutôt en œuvre toute une série de stratégies de vol pour contrer les vents dominants et maintenir ainsi leur cap tout au long de la nuit : lorsque le vent leur était effectivement favorable, ils volaient haut et lentement, se laissant porter par l'air. En revanche, face à un vent contraire ou latéral fort, ils volaient bas et accéléraient pour garder le contrôle de leur trajectoire.

Menz déclare à ce sujet : "Pendant des années, on a supposé que les insectes se laissaient principalement porter par le vent lors de leurs migrations sur longues distances. Nous avons cependant pu montrer que les insectes peuvent être de véritables experts en navigation, comparables par exemple aux oiseaux, et qu'ils sont bien moins vulnérables aux conditions de vent défavorables qu'on ne le pensait." Il poursuit au sujet de la méthodologie de recherche : "En prouvant qu'il est techniquement possible de suivre individuellement des insectes en continu durant leur migration et d'observer leur comportement de vol en détail, nous espérons encourager d'autres études similaires afin de répondre aux nombreuses questions encore ouvertes dans ce domaine.«

Pour les auteurs de l'étude, la prochaine étape consistera à examiner la façon dont les sphinx tête-de-mort déterminent la direction vers leurs destinations pour les atteindre en ligne droite. "Sur la base de travaux antérieurs en laboratoire, il existe une certaine probabilité que les insectes utilisent des boussoles internes, à la fois visuelles et magnétiques, pour établir leurs routes de vol à grande échelle", dit Menz.