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Quel réconfort, en cette ère techno-folle, qu’une scientifique puisse encore faire des recherches importantes dans son jardin avec un filet à papillons.

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Présentée environ deux fois plus grande que leur taille habituelle, une cristinae ordinaire préfère être mélangée à la plante ceanothus. (Christina Sandoval) La variété à rayures cherche les feuilles semblables à l'aiguille du chamise. (Christina Sandoval)

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Cristina Sandoval était une étudiante diplômée en écologie à l’Université de Californie à Santa Barbara, alors qu’elle filait à la hâte, elle se dirigeait vers les montagnes de Santa Ynez, couvertes de chaparral, à la recherche d’une thèse. Là, elle a glissé le filet sur diverses branches d'arbustes et de plantes, puis les a secoués pour voir ce qui était tombé. Avec un tas poussiéreux de feuilles séchées, d'araignées et de crottes d'oiseaux, elle a rassemblé un assortiment d'insectes de plusieurs centimètres de long ressemblant à des brindilles aux yeux bouclés - des bâtons de marche, des cousins ​​éloignés de grillons et de cafards. En fait, elle avait découvert une nouvelle espèce de bâton de marche qui, conformément à la tradition taxonomique, portait son nom, Timema cristinae . "Je me suis sentie fière", a-t-elle déclaré à propos de cet honneur, ajoutant que cela lui conférait un sentiment d'immortalité et lui permettait même de protéger son homonyme à six pattes.

La réalisation peut sembler bien suffisante pour un scientifique en formation, mais ce n’est que le début. Bravant le chêne empoisonné, les ronces, la chaleur brûlante et les serpents à sonnettes pour l'observer dans son habitat rustique, amorçant des pièges artisanaux pour en apprendre davantage sur ses prédateurs et s'associant à d'autres scientifiques pour en savoir plus sur son patrimoine génétique, Sandoval poursuit cette créature improbable depuis 13 ans. Elle pense maintenant que cela offre un rare aperçu du processus que Charles Darwin a appelé à l’origine "l’origine des espèces". Les preuves qu'elle a rassemblées suggèrent que son bâton de marche, parce qu'il est si intensément attaqué par les lézards et les oiseaux, est sur le point de faire le plus grand saut de la biologie en se scindant en deux espèces distinctes - un phénomène que les scientifiques ont longtemps perplexe mais qu'il a rarement observé directement .

"Une des plus grandes questions en biologie est, comment se forment les espèces?" Sandoval, 41 ans, a obtenu son doctorat en 1993 et ​​est à présent directrice de la réserve Coal Oil Point, une réserve faunique affiliée à une université à Santa Barbara. "C'est juste en nous de vouloir comprendre ce qui se passe dans la nature pour créer l'incroyable diversité que nous voyons." Comme d’autres cannes, T. cristinae ne peut pas voler, ne vit que quelques mois et passe la plupart de ses heures de jour debout parfaitement, ennuyeusement. Selon Sandoval, il couvre l’ouest du pays, il est plus charnu et ses jambes sont plus courtes que celles des autres cannes, et les organes génitaux de l’homme sont distinctifs. Mais la raison principale pour laquelle Sandoval a étudié cet insecte de manière aussi intensive est sa coloration, qui se présente sous deux formes et varie en fonction du type de buisson dans lequel l’insecte habite. Ceux qui préfèrent le ceanothus, qui a des feuilles ovales vert jaunâtre, sont eux-mêmes vert jaunâtre; ils aiment se reposer au milieu d'une feuille de ceanothus. En revanche, un T. cristinae partiel au buisson de chamise, aux feuilles vert foncé ressemblant à des aiguilles, porte une rayure sur le dos et chevauche une feuille. Dans les deux cas, la coloration rend l'insecte presque invisible aux prédateurs tels que les geais bleus et les lézards, comme Sandoval l'a découvert lors d'essais sur le terrain. Lorsqu'elle a placé des insectes lisses ou rayés sur une branche de leur arbuste préféré, beaucoup moins ont été engloutis par rapport à ceux qu'elle a placés sur des branches du "mauvais" arbuste.

Qu'un bâton de marche soit un camouflage vivant n'est pas une surprise. après tout, les enfants des écoles primaires considèrent la créature comme l'un des exemples les plus flagrants d'adaptation de la nature. Mais Sandoval a porté le phénomène à un nouveau niveau. Selon la conception classique de l'adaptation, un individu doté d'un avantage défensif a plus de chances qu'un spécimen banal de survivre dans un monde concurrentiel d'oiseaux mangeurs d'oiseaux et de transmettre ses gènes à la génération suivante. Mais comment une variété distinguée uniquement par un mécanisme de défense peut-elle évoluer vers une nouvelle espèce qui ne s'accouple plus avec les membres de l'espèce dont elle est issue?

Une partie de la réponse peut résider dans les habitudes d’accouplement de T. cristinae . Une variété à rayures ou unie a tendance à se marier avec son propre type, ont découvert Sandoval et ses collègues, même si les insectes ont une mauvaise vue. La préférence pourrait être basée sur l'odorat, dit-elle, ou sur une rupture du rituel de parade nuptiale. Lorsqu'un bâton de marche veut du sexe, il s'accroupit sur le dessus de la femelle et lui chatouille les antennes, tout en caressant son abdomen avec ses pieds. Si cela vous intéresse, elle va s'accoupler. sinon, elle le repoussera. "Peut-être que les hommes de différentes variétés ne disposent plus du bon équipement", déclare Sandoval. "Peut-être qu'ils ne font pas le bon chatouillement."

Quels que soient les indices utilisés par les insectes, l'important est que, d'une manière ou d'une autre, les gènes qui influencent les préférences en matière d'accouplement soient transmis aux gènes qui déterminent si le bâton de marche est rayé ou non. Ensuite, les prédateurs renforcent brutalement les choix d’accouplement de T. cristinae : les descendants qui ne sont ni rayés ni unis ne cachent probablement pas bien et sont un choix facile pour les lézards et les oiseaux. Les petits qui se cachent bien survivent, se marient avec leurs semblables, etc. Si, au fil du temps, les cas de croisement réussi entre variétés à rayures et variétés à plat tombaient presque à zéro, il existerait alors deux espèces au lieu d'une.

Depuis Darwin, les biologistes ont généralement estimé que de nouvelles espèces se forment dans la nature après un événement fortuit. Mais Sandoval et ses collègues ont récemment rapporté des preuves tout à fait au contraire, montrant que des variétés à rayures et à semelles apparaissaient sur les collines. Travaillant avec des biologistes moléculaires de l'Université Simon Fraser en Colombie-Britannique, elle a prélevé l'ADN de plusieurs populations de bâtons simples et rayés sur une pente de Santa Ynez. Elle a constaté qu’un bâton de marche rayé et ordinaire du même arbuste était plus étroitement lié qu’à un bâton d’apparence similaire qui vit à plusieurs arbustes plus loin. Des bâtons de plaine verts et rayés naissent continuellement, par exemple sur le buisson à feuilles plates. Mais les cristinae vert clair finissent par prédominer car les prédateurs éliminent la plupart des individus rayés.

C'est une grande nouvelle pour les biologistes évolutionnistes, qui ont longtemps cru que deux groupes d'une même espèce devraient être séparés par de vastes barrières géographiques et temporelles - un océan ou une chaîne de montagnes, par exemple, et peut-être des milliers d'années - avant de devenir le point où ils ne seraient pas ou ne pourraient pas se croiser. La constatation que les deux variétés de T. cristinae distinctes visuellement ne sont pas apparues une fois mais plusieurs fois de suite, buisson après buisson, est un signe fort qu’aucune barrière géographique ni aucune période de temps impondérable ne sont nécessaires pour la spéciation.

Dolph Schluter, biologiste de l'évolution à l'Université de la Colombie-Britannique à Vancouver, a obtenu des résultats similaires dans ses études sur les poissons à épinoches. Il affirme que les conclusions de Walkingstick sont "extrêmement cool", car elles associent la technologie de l'ADN à un travail de terrain traditionnel pour révéler les rouages ​​internes de l'évolution, qui sont généralement trop lents à observer.

Sandoval dit qu'il n'y a pas de substitut pour battre les buissons. "Pour être un bon naturaliste, vous devez vous rendre sur le terrain les yeux grands ouverts", dit-elle. "Il faut faire attention à développer l'intuition. Les compétences analytiques sont importantes, de même que la chance. Mais l'intuition est cruciale, pour que vous soyez toujours prêt à rechercher ce que la chance offre."

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