Mimétisme

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1. Définition

Le mimétisme c'est l'imitation d'un modèle par un animal ou un végétal. Cette imitation permet d'augmenter les chances de survie ou de reproduction du mime.

Un système mimétique met en jeu 3 acteurs :

- Le modèle (vivant ou non): Emetteur de stimuli ou de signaux perceptibles par les sens, autrement dit l'espèce référence.
- Le mime: Celui qui imite l'espèce référence, animal ou végétal, et qui tire avantage de sa ressemblance avec le modèle.
- Le dupe: Bien souvent un prédateur, dont les sens (par exemple la vue) perçoivent de la même manière les stimuli émis par le modèle et par le mime. On l'appelle aussi "opérateur" car la pression sélective s'exerce à travers lui. C'est l'acteur de l'évolution du mimétisme.

Nous distinguerons deux grandes échelles de mimétisme :

- l’échelle des individus
- l’échelle moléculaire

A l’échelle des individus, le mime représente tous les individus semblables à lui, c’est à dire soit une certaine population de son espèce soit l’ensemble d’une catégorie d’une espèce (ex : les mâles et les femelles) ou encore l’espèce toute entière.

2. Le mimétisme à quoi ça sert ?

Cette question est extrêmement finaliste. Cependant on ne peut concevoir que de telles imitations soient le fruit du hasard. Selon la théorie de l’évolution, un caractère se maintient dans une espèce s’il procure à l’individu porteur de ce caractère un avantage sélectif c’est à dire s’il augmente ses chances de survie et de reproduction. Nous y reviendront dans la partie évolution et mimétisme.

Comment augmenter ses chances de survies ? :

- Ne pas être mangé
- Manger (attraper une proie)

Pour cela, il faut :

- soit ce cacher (pour ne pas être repéré par sa proie ou son prédateur)
- soit faire peur à son prédateur
- soit attirer ses proies

Le naturaliste anglais Alfred Wallace proposa d’interpréter le mimétisme comme un moyen de défense et comme un exemple de l'efficacité de la sélection naturelle. Le mimétisme permet la conservation des variétés et des espèces les mieux adaptées à un milieu donné et pendant une période précise, éliminant les autres groupes moins bien adaptés à la concurrence vitale.

Après avoir été découvert dans la zone néo-tropicale (Amérique du Sud) et en Asie du Sud-Est, le mimétisme est mis en évidence dans la zone éthiopienne par l'entomologiste anglais Roland Trimen, en 1869. En moins de dix ans, le mimétisme est observé sur les trois continents.

Attention : le mimétisme n’est qu’une stratégie évolutive parmi de nombreuses autres permettant la survie de l’espèce. Exemple : pour ne pas être mangé, on peut être le plus rapide et fuir (adaptations anatomiques et physiologiques à la fuite). Pour attraper sa proie, on peut lui injecter du venin etc.

3. La découverte du mimétisme

3.1. Le mimétisme batésien ou mimétisme sensu stricto

Dans le mimétisme batésien, une espèce inoffensive imite une espèce toxique.

Le texte fondateur du mimétisme, Contribution à la faune des Insectes de la vallée de l’Amazone: Lepidoptera Heliconidae, a été publié en 1862 par le naturaliste anglais Henry Bates, dans les Actes de la Société linnéenne de Londres. Il créa alors le mot anglais "mimicry", un néologisme façonné sur le grec "mimos" et qui signifie "imitateur". C'est pourquoi on parle de mimétisme batésien.

Bates avait passé 11 années, de 1848 à 1859, à parcourir une partie de la forêt amazonienne, afin de collecter des papillons.
Après sa collecte, il découvrit dans les lots des papillons de la famille des Héliconiidés, caractérisés par des couleurs vives et contrastées, des spécimens d'une tout autre famille, celle des Piéridés, des papillons généralement blancs ou jaunes. La forme, les couleurs et le comportement des Piéridés et des Héliconiidés étaient si proches qu'ils trompaient l'entomologiste.
Bates avait remarqué que les Héliconiidés volaient lentement en groupes dans des endroits souvent dégagés et qu'aucun des oiseaux de leur entourage ne les attaquait. Il conclut, d'une part, que les Héliconiidés ne sont pas comestibles et que leurs prédateurs apprennent à reconnaître et à éviter leurs couleurs voyantes d'autre part, que les Piéridés comestibles ont une forme, des couleurs et dessins identiques des Héliconiidés, et qu'en adoptant aussi leur façon de voler, ils profitent de la protection naturelle dont bénéficient les Héliconiidés. Le fait, pour un papillon comestible, d'imiter un papillon non comestible est avantageux non seulement pour l'individu, mais aussi pour la survie de l'espèce.

3.2 Le mimétisme müllérien

En 1878, le naturaliste allemand Fritz Müller, qui étudiait sur le terrain les papillons du Brésil, définit un nouveau type de mimétisme, le mimétisme müllérien.

Le mimétisme müllérien consiste en une imitation réciproque au sein d'un groupe d'espèces non comestibles ou simplement désagréables (vomitives par exemple), comprennent éventuellement une espèce réellement dangereuse. Ici, l'apprentissage du prédateur est accéléré par la ressemblance (il apprend à éviter les proies qui se ressemblent). C'est une forme de convergence évolutive.

On trouve de nombreux exemples chez les Héliconiidés, les Ithomiidés et les Danaïdés : quand un oiseau fait une expérience désagréable sur un individu un groupe, les proies des autres groupes sont protégées, car l'oiseau a peu de modèles différents à mémoriser.

3.3 Le mimétisme Mertensien

Ainsi nommée d'après l'herpétologiste allemand Robert Mertens (1894-1975), il concerne des modèles dotés de signaux spécifiques, cependant c'est l'espèce mortelle qui imite l'espèce la moins dangereuse.
Mertens, en 1956 et 1957, avança que les serpents opisthoglyphes étaient les modèles, ceux-ci pouvant infliger à leurs prédateurs des morsures douloureuses mais non mortelles qui feraient office de coups de semonce. Les mimes seraient à la fois des espèces venimeuses et des espèces non venimeuses.
Cette interprétation, très controversée, est aujourd'hui abandonnée.

3.4 Le mimétisme bakérien

Le mimétisme bakérien dans lequel une catégorie, imite une autre catégorie de la même espèce. Ex : fleurs mâles identiques aux fleurs femelles, seule 1 sur 2 ont du nectar.

3.5 Le mimétisme vavilovien

Le mimétisme vavilovien : mauvaises herbes imitent plantes cultivés.

4. Les différentes façons de mimer
Il existe de nombreuses façons de mimer.

4.1 Mimétisme visuel
C’est le moyen de mimer le plus répandu. Cependant il est souvent associé avec d’autres. On distingue différents types de mimétismes visuels :

4.1.1 L'homochromie

a) Homochromie simple
L’Homochromie est dite simple si la teinte prise par l’animal est uniforme et correspond à la couleur du milieu qu'il fréquente habituellement. Les petits criquets, qui prennent la couleur des prairies ou les perroquets dont la couleur verte concorde exactement avec celle des feuillages des arbres où ils se trouvent en sont d'excellents exemples et prouvent que, pour être homochrome, un animal n'est pas obligatoirement revêtu de couleurs ternes.

L’homochromie avec le terrain est également fréquente : c'est le cas du lièvre qui, lorsqu'il est tapi au creux d'un sillon, est à peu-près complètement invisible.

b) L’ombre inversée
Souvent la couleur d'un animal est différente sur sa face dorsale et sur sa face ventrale, généralement blanche chez les espèces sauvages. Des chercheurs ont remarqué que l'ombre d'un objet quelconque a une grande importance dans l'appréciation de sa forme et de son volume. Si la partie située dans l'ombre est blanche, alors que la partie éclairée est colorée, la différence est moins sensible et l'objet semble plus plat et devient moins visible. On appelle ce phénomène l'ombre inversée.

Cette particularité est capitale pour la dissimulation des animaux; parmi les preuves qu'ils fournissent, les plus convaincantes sont certainement données par le cas des animaux qui vivent avec le ventre en l'air et chez lesquels la partie dorsale est plus claire : cas de la chenille du sphinx du peuplier (Sphinx ocellata).

c) Les dessins disruptifs
Une complication plus efficace encore du camouflage est fournie par le bariolage (dessins disruptifs) dont l'effet est de rompre la forme, de dissocier en quelque sorte l'animal qui n'est plus visible dans son ensemble, mais paraît formé de plusieurs parties indépendantes. Ces dessins peuvent être formés de taches ou de bandes: ces deux procédés se combinant d'ailleurs de toutes les façons possibles.
Ils s’ajoutent souvent à l’homochromie.

d) L'homochromie variable
Certains animaux ont la possibilité d’adapter à tout moment leur coloration à celle du milieu sur lequel ils se trouvent. Le cas célèbre du caméléon n’est pas le plus spectaculaire. On peut citer de tels exemples d’homochromie variable dans les groupes les plus divers : Batraciens (rainette verte, Reptiles (geckos). Tous ces animaux, si différents au point de vue zoologique, ont un point commun: leurs téguments possèdent des organes spéciaux, colorés et mobiles, les chromatophores, dont la rétraction ou l'épanouissement déterminent des changements de couleur. Les chromatophores, en effet, se présentent sous forme de cellules élastiques contenant des pigments; si ces pigments sont concentrés au centre du chromatophore (en contraction), ils forment une minuscule boulette presque invisible (l'animal est de teinte claire). Si au contraire ces mêmes pigments s'étalent à la surface de la peau (chromatophore en expansion), ils forment une plaque mince délicatement ramifiée mais parfaitement visible, et à ce moment l'animal prend une couleur sombre. La vitesse d'expansion et de contraction des chromatophores est extrêmement variable : très lente chez les crevettes, elle se fait au contraire chez la seiche en deux tiers de seconde. Le mécanisme de changement de couleur est également variable selon les espèces, il peut être humoral ou nerveux ou combiner ces deux mécanismes.

4.1.2 Les homotypies

En plus de la couleur, l'animal a pris la forme d’un objet sur lequel il se tient habituellement. La grande majorité des exemples se rencontre chez les insectes qui sont capables d'imiter toutes sortes d'organes végétaux comme les écorces (certains papillons, certaines mantes religieuses) et aussi les feuilles (la phyllie originaire de l'Inde et de l'Australie est un cas typique); mais il existe aussi des sauterelles-feuilles et des papillons-feuilles (Kallima, Oxydia). En Europe, le Drepanopteryx phalenoides (Planipennes) imite parfaitement une feuille légèrement abîmée sur le bord. Parmi les insectes imitant les branches, les phasmes sont universellement connus, mais les chenilles arpenteuses des Géométrides (Lépidoptères) sont encore plus surprenantes et leur position habituelle ainsi que leur immobilité contribuent grandement à accroître leur ressemblance avec le rameau qui leur sert de support. Enfin, il faut signaler un cas très particulier d'imitation des bourgeons de l'épicéa par le cocon fabriqué par la larve d’une Cécidomie qui auparavant avait provoqué l'atrophie du bourgeon dont elle a pris la place. Mais des comptages effectués sur une population naturelle ont montré que le cocon ne se place en position correcte, donc presque invisible, que dans 54% des cas seulement.

4.1.3 Les déguisements

Dans tous les cas précédents, c'est le corps même de l'animal qui prend une couleur ou une forme donnée et assure le camouflage. Mais il est des cas où l'animal emprunte au milieu des éléments dont il se couvre, semblant ainsi s'habiller. Il s'agit là non pas de faits d'intelligence, mais de faits de comportement. Ce cas, le moins fréquent dans la nature, bien que le plus varié, est celui qui se rapproche le plus des réalisations humaines. De tels déguisements se rencontrent parfois chez des insectes qui cachent leur corps dans un fourreau (larves des Trichoptères ou porte-bois, chenilles des Psychides). Certains Planipennes (Chrysopa prasina) recouvrent leur corps de leurs vieilles exuvies et des cadavres des pucerons dont elles se nourrissent. Les fausses chenilles de la tenthrède limace sont recouvertes d'un mucus gluant contenant leurs excréments.

4.1.4 L'auto-mimétisme

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

4.2 Mimétisme chimique (olfactif, gustatif)
C'est l'émission de molécules imitant le modèle (ex : champignon rouge).

4.3 Mimétismes acoustique et comportemental (pour les animaux seulement)

C'est l'imitation de bruits ou d’attitudes, habitudes du modèle (ex : mouches des fruits).

4.4 Mimétisme tactile

C'est l'imitation de la sensation du toucher du modèle (ex : orchidée).


Chaque type de mimétisme peut exister seul chez une espèce donnée mais en général le mime imitera son modèle grâce à une combinaison de ces différentes possibilités.

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Une news qui va faire parler d'elle par la suite:

Citation :

"Le séquençage du génome du papillon Heliconius bouleverse les théories sur le mimétisme
Le mimétisme est un phénomène très répandu dans la nature : nombreuses sont les espèces qui s'imitent les unes les autres dans leur apparence afin de mieux se défendre des prédateurs. Un consortium international impliquant des chercheurs du CNRS/MNHN (laboratoire Origine, Structure et Evolution de la Biodiversité) et de l'INRA (Physiologie de l'insecte : communication et signalisation) vient pour la première fois de séquencer et d'assembler le génome complet du papillon tropical Heliconius melpomene. Grâce à ce génome de référence, les chercheurs montrent que la ressemblance mimétique est rendue possible grâce à l'échange des gènes de la couleur entre espèces différentes. Jusqu'à présent, les hybridations entre espèces voisines étaient vues comme néfastes, car produisant des descendants généralement moins compétitifs et peu performants. En réalité, elles permettent aussi le transfert de gènes offrant un avantage sélectif, ici la marque colorée de la toxicité de ces papillons pour leurs prédateurs. Ces résultats sont publiés le 16 mai 2012 sur le site de la revue Nature.

Heliconius est un genre de papillon comptant une cinquantaine d'espèces présentes dans les forêts d'Amérique Centrale et du Sud. Pour les chercheurs, il constitue un modèle de choix pour étudier la sélection naturelle et les changements génétiques qui mènent à la formation de nouvelles espèces. Afin de pousser plus loin ces travaux et d'avoir une vue plus large des mécanismes génétiques en œuvre, un consortium international d'équipes de recherche a réalisé le séquençage du génome de l'un de ces lépidoptères, Heliconius melpomene, originaire du Panama. Désormais, l'ensemble du génome de ce papillon, incluant plus de 12 600 gènes répartis sur 21 chromosomes, est accessible. Si, à ce jour, relativement peu de génomes d'insectes ont été séquencés, il est encore plus rare de disposer de celui d'une espèce non domestiquée telle que Heliconius melpomene.

Ce séquençage a permis d'obtenir des résultats étonnants sur le mimétisme. Il était connu des chercheurs que H. melpomene partage les motifs et les couleurs d'une espèce voisine, H. timareta. Ces deux espèces sont toxiques et les couleurs vives de leurs ailes leur permettent d'être facilement reconnues des prédateurs. En adoptant la même coloration, elles partagent le coût que représente « l'éducation » de ces derniers. En effet, c'est en mangeant quelques Heliconius que les prédateurs, des oiseaux pour la plupart, apprennent à associer les couleurs au mauvais goût et à la toxicité de ces insectes. De ce fait, la ressemblance des deux espèces constitue pour elles un important avantage sélectif.

Jusqu'à présent, on pensait que ce mimétisme était dû à une convergence génétique : chaque espèce devait développer ses propres innovations génétiques permettant de ressembler à sa voisine. Mais le séquençage du génome de H. melpomene vient de démontrer que la ressemblance visuelle entre cette espèce et H. timareta est due à des accouplements croisés entre ces deux papillons. En effet, les chercheurs ont découvert que, pour ces deux espèces, les régions du génome qui contrôlent la couleur des ailes ont une origine unique et récente. Ces gènes sont donc passés de l'une à l'autre par hybridation.

Les accouplements entre ces deux espèces sont très rares et seule la descendance mâle est fertile. Néanmoins, ils sont suffisants pour transmettre à l'espèce voisine les traits phénotypiques qui confèrent la ressemblance. Ces résultats mettent à mal le paradigme selon lequel l'hybridation entre espèces est forcément néfaste car elle produit des individus fragiles ou mal adaptés aux niches écologiques des espèces parentes. Au contraire, l'hybridation permet ici le passage d'innovations génétiques « prêtes à l'emploi » d'une espèce à l'autre, et constitue ainsi un moteur de l'évolution à ne pas négliger. Ces résultats pourraient s'appliquer à d'autres adaptations comme la résistance chez certains insectes tels que les moustiques Anopheles, les traits de domestication ou encore, les gènes d'immunité du génome humain.

Parallèlement à l'étude du mimétisme, le séquençage du génome de H. melpomene a permis de décrire certaines fonctions peu connues chez ces lépidoptères, et là aussi les résultats bouleversent les idées reçues. On pensait notamment que les papillons diurnes, à grande acuité visuelle, avaient une communication olfactive moins développée que les papillons de nuit. Or, les chercheurs ont montré qu'au contraire, H. melpomene possède une grande diversité de récepteurs olfactifs, comparable à celle des papillons nocturnes, tel le bombyx du mûrier (ver à soie), et même des expansions de certaines familles de gènes chimiosensoriels. Ceci ouvre un vaste champ de recherche sur la complexité de la communication chimique des papillons de jour."

Source: http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2621.htm[u]

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La mascarade, une forme de mimétisme étonnante

Les animaux et végétaux utilisent parfois une propriété étonnante pour ressembler à d’autres espèces : la mascarade, une forme spécifique du mimétisme.

ILLUSION.
Aurez-vous l’œil pour discerner le vrai du faux ? Dans la nature, beaucoup d’animaux et de végétaux ressemblent à s’y méprendre à d’autres espèces ou éléments de l’environnement : c’est qu’on appelle la mascarade, propriété fortement liée au mimétisme qui comprend également le camouflage. Cependant, ces deux stratégies adaptatives sont à différencier : le camouflage consiste à se fondre dans le décor pour passer inaperçu (changement de couleur ou transparence par exemple) tandis que la mascarade implique une imitation totale ou partielle d’une autre espèce. Comme exemple, on peut citer la pieuvre mimétique qui peut imiter une quinzaine d'animaux différents. Souvent, des espèces inoffensives vont en imiter une autre qui, elle, est réellement dangereuse : c’est ce qu’on appelle le mimétisme batésien. Il s’agit alors d’un mimétisme défensif qui permet aux copieurs d’éviter les prédateurs et de paraître plus redoutables qu’ils ne le sont réellement. La fausse vipère, par exemple, est une espèce inoffensive dotée de pupilles arrondies. Lorsque ce serpent se sent attaqué, ses pupilles prennent alors une forme fendue, comme celles des vraies vipères, qui elles sont dangereuses.

Cette faculté peut aussi être utilisée de manière plus agressive, et amener à la capture ou au parasitage d’autres espèces, comme les fourmis tortues miroirs, Cephalotes specularis, qui ressemblent à deux gouttes d’eau à une autre espèce de fourmis, Crematogaster ampla, ce qui leur permet de piller les ressources directement au nid de la concurrente dupée. D’autres animaux et végétaux l’utilisent également pour se reproduire, comme les poissons-lunes dont les mâles se font passer pour des femelles. Cela leur permet ainsi de pouvoir les approcher et de les féconder, sans dépenser trop d’énergie à les conquérir d’une autre manière (parade par exemple).

Quand le camouflage peut apparaître assez rapidement dans un taxon par des mutations ou la sélection naturelle, la mascarade, de son côté, est plus complexe. Elle implique trois acteurs : l’animal servant d’exemple, l’imitateur et l’espèce qui sera leurrée, souvent un prédateur. Cette ressemblance est physique (homotypie), mais peut également être olfactive et comportementale (éthomimétisme). Il faut alors que ces espèces acquièrent de l’expérience afin de pouvoir copier les mouvements et attitudes de leur modèle.
Source: http://www.sciencesetavenir.fr