Comment les lucioles brillent et quels signaux elles envoient

La lumière d'une luciole fait partie de sa stratégie d'accouplement. Image via Fireworks / Shutterstock.com du Japon.

Par Clyde Sorenson, Université d'État de Caroline du Nord

Vous n'êtes peut-être pas vraiment sûr d'avoir vu ce que vous pensez avoir vu lorsque le premier s'est présenté. Mais vous regardez dans la direction du scintillement de la lumière et le voilà à nouveau - la première luciole de la soirée. Si vous êtes dans un bon habitat de luciole, bientôt, il y a des dizaines, voire des centaines d'insectes qui volent, clignotant de leurs mystérieux signaux.

Les lucioles - également appelées éclairs dans la plupart des États-Unis - ne sont ni des mouches ni des insectes. Ce sont des coléoptères à ailes molles, apparentés aux coléoptères à clic et à d’autres. L'aspect le plus dramatique de leur biologie est qu'ils peuvent produire de la lumière; cette capacité dans un organisme vivant, appelée bioluminescence, est relativement rare.

Je suis un entomologiste qui effectue des recherches et enseigne sur l'écologie et la biologie des insectes. Récemment, j'ai essayé de comprendre la diversité et l'écologie des lucioles dans mon État d'origine, la Caroline du Nord. Les lucioles se rencontrent partout en Amérique du Nord, y compris à de nombreux endroits dans l'ouest, mais elles sont plus abondantes et diversifiées dans la moitié est du continent, de la Floride au sud du Canada.

Une réaction chimique dans l'abdomen du coléoptère lui donne sa bioluminescence. Image via Cathy Keifer / Shutterstock.com.

Coléoptères bioluminescents

Les lucioles produisent de la lumière dans des organes spéciaux de leur abdomen en combinant une substance chimique appelée luciférine, des enzymes appelées luciférases, l'oxygène et le carburant pour le travail cellulaire, l'ATP. Les entomologistes pensent contrôler leur clignotement en régulant la quantité d'oxygène affectant leurs organes producteurs de lumière.

Les lucioles ont probablement à l'origine développé la capacité de s'allumer comme moyen de se protéger des prédateurs, mais elles utilisent maintenant principalement cette capacité pour trouver des partenaires. Fait intéressant, toutes les lucioles ne produisent pas de lumière; il y a plusieurs espèces qui volent de jour et qui s'appuient apparemment sur les odeurs de phéromones pour se retrouver.

Chaque espèce de luciole a son propre système de signalisation. Chez la plupart des espèces nord-américaines, les mâles volent à la bonne hauteur, dans le bon habitat et à la bonne heure de la nuit pour leur espèce, et envoient un signal unique en leur genre. Les femelles sont assises par terre ou dans la végétation, guettant les mâles. Lorsqu'une femme voit une personne signaler le signal de son espèce - et le fait bien - elle clignote en retour avec un flash propre à l'espèce. Puis les deux signalent réciproquement que le mâle vole vers elle. Si tout va bien, ils s'accouplent.

Photinus pyralis, une espèce courante dans la cour, souvent appelée la Grande Ourse, en est un bon exemple. Un homme vole au crépuscule à environ 0, 9 mètre du sol. Toutes les cinq secondes environ, il fait un éclair d'une seconde alors qu'il vole en forme de «J.». La femelle Photinus pyralis est assise dans une végétation basse. Si elle voit un type qu’elle aime, elle attend deux secondes avant de se lancer seule une demi-seconde à la troisième seconde.

Certaines espèces peuvent "appeler" plusieurs heures par nuit, tandis que d'autres clignotent pendant 20 minutes à peu près au crépuscule. La communication lumineuse Firefly peut devenir beaucoup plus compliquée; certaines espèces ont plusieurs systèmes de signalisation, et certaines peuvent utiliser leurs organes de lumière à d'autres fins.

Certaines lucioles du Tennessee présentent un spectacle synchronisé.

Alors que la plupart des lucioles mâles font leur propre chose et clignotent indépendamment des autres mâles de la même espèce, il y en a qui synchronisent leurs éclairs quand il y en a beaucoup d'autres. En Amérique du Nord, les deux espèces les plus connues à cet égard sont le Photinus carolinus des Appalaches, notamment dans le parc national des Great Smoky Mountains, et le Photuris frontalis, qui éclaire des lieux comme le parc national de Congaree en Caroline du Sud.

Dans les deux cas, les scientifiques pensent que les mâles se synchronisent afin que tout le monde ait la possibilité de rechercher des femelles et que celles-ci signalent les mâles. Ces étalages sont spectaculaires et le béguin de gens voulant les voir dans les lieux les plus célèbres a rendu nécessaire de procéder à une loterie pour obtenir l’autorisation de les visionner. Cependant, les deux espèces sont présentes sur de vastes étendues géographiques et il serait peut-être possible de les voir dans d'autres endroits moins congestionnés.

Défenses chimiques puantes

De nombreuses lucioles se protègent des prédateurs avec des produits chimiques appelés lucibufagines. Ce sont des molécules que les insectes synthétisent à partir d'autres produits chimiques qu'ils consomment dans leur alimentation. Les lucibufagines sont chimiquement très similaires aux toxines que les crapauds exsudent sur leur peau, et même si elles sont toxiques aux bonnes doses, elles sont également extrêmement désagréables.

Les oiseaux et autres prédateurs apprennent rapidement à éviter les lucioles. J'ai regardé un crapaud sur mon porche arrière manger une luciole et la recracher rapidement; l'insecte s'est éloigné, gluant mais apparemment indemne. Un de mes collègues a mis une luciole dans sa bouche mouth et sa bouche est restée engourdie pendant une heure!

L'accouplement de Photinus pyralis . Image via Clyde Sorenson

De nombreux autres insectes imitent visuellement les lucioles afin de tirer le bénéfice de ressembler à quelque chose de désagréable à manger et de poison. Les lucioles semblent produire d’autres produits chimiques de défense, dont certains peuvent contribuer à leur odeur distinctive.

De nombreuses lucioles Photuris sont incapables de fabriquer ces produits chimiques de défense. Les femelles de ces grands insectes à longues pattes ont donc quelque chose de surprenant: une fois qu’elles se sont accouplées, elles commencent à imiter les éclairs de la femme Photinus, puis dévorent les mâles qui répondent. Ces femmes fatales utilisent ensuite les lucibufagines qu’elles acquièrent en ingérant leurs proies très déçues pour se protéger et protéger leurs œufs des prédateurs. Ils transfèrent rapidement les produits chimiques dans leur sang et saignent spontanément si un prédateur les saisit.

Une fois que les lucioles ont perdu une partie de leur habitat, il est peu probable qu'elles reviennent. Image via Fer Gregory / Shutterstock.com

Rien de mieux que d'etre a la maison

La plupart des lucioles sont des spécialistes de l'habitat et utilisent les terrains boisés, les prairies et les marais. Ils comptent sur cet habitat qui n’est pas perturbé pendant l’année ou les années qu’il leur faut pour mener à bien leur cycle de vie. Les insectes passent la majeure partie de leur vie à s’attaquer aux vers de terre et à d’autres animaux dans le sol ou dans la litière de feuilles - la plupart des adultes ne se nourrissent pas du tout. Si cet habitat est perturbé pendant leur jeunesse, les populations peuvent être éteintes.

À cette vulnérabilité s'ajoute le fait que les femelles de nombreuses espèces - comme les célèbres fantômes bleus du sud des Appalaches et ailleurs - sont dépourvues d'ailes et ne peuvent se disperser plus loin qu'elles ne peuvent marcher. Si une population de fantômes bleus est détruite par l'exploitation forestière ou par toute autre perturbation, il n'y aura pas de rétablissement. La destruction de l'habitat est donc l'une des plus grandes menaces pour les lucioles. La pollution lumineuse due aux lumières artificielles et, éventuellement, les applications d'insecticides pour lutter contre les moustiques constituent d'autres risques.

Il reste encore beaucoup à apprendre sur les lucioles. Les entomologistes comme moi ont identifié environ 170 espèces environ en Amérique du Nord, mais il est clair que beaucoup d'autres espèces sont présentes ici. Faites attention aux lucioles dans votre quartier; observez leurs schémas de flash et leur comportement. Peut-être découvrirez-vous l'une de ces nouvelles espèces.

Clyde Sorenson, professeur d'entomologie à la North Carolina State University

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.

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