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Les pièges évolutifs : chroniques scientifiques

Rédaction : Abderrahim Oughadou, biologiste.

Vous êtes vous jamais demandé pourquoi des insectes nocturnes, donc censés vivre la nuit, sont attirés par la lumière ? Peut-être savez-vous alors que ce phénomène est une menace qui pèse sur les espèces en danger ? Ou alors vous demandez vous toujours pourquoi ? Pourquoi certains animaux présentent des comportements inadaptés, quand d’autres semblent se débrouiller face à des situations nouvelles ?

Je me souviens d’une nuit, en Afrique du Sud, à la lumière d’une bougie. Un touriste restait bouche ouverte face aux crépitements d’insectes nocturnes venus se brûler tout seul sur la flamme. En finissant par se ressaisir, ce biologiste se posait de sérieuses questions: « Je comprends pas ! Ils sont idiots ?! Je veux dire, ils sont supposés vivre la nuit dans l’obscurité, non ? Pourquoi la lumière les attire ? ».

C’est un peu comme ces mouches qui tournent sans arrêts autour des ampoules, même éteintes, encore et encore et encore… et encore, et encore… et encore… Des biologistes spécialistes de l’anatomie et de la biologie des insectes ont été bien souvent incapables de m’expliquer pourquoi. On ne le saurait pas vraiment, peut être que les lumières ou les boules blanche leurs sont utiles pour s’orienter dans l’espace, la nuit. Ou qu’ils cherchent simplement maladroitement de la chaleur… Depuis, peut-être a t-on trouvé une réponse pour le cas de ces insectes. Mais il s’agit surtout d’un phénomène inclus dans la problématique plus large de l’écologie et des problèmes environnementaux.

Sur une échelle de temps « Évolutive »…

 

Pour expliquer ces comportements, certains, souvent psychologues, parlent de « signal supranormal » ou « super signal » qui attire irrésistiblement. C’est-à-dire un signal provenant d’un caractère qui entraîne des réponses exagérées. Ils comparent même cela à la « mal bouffe » par exemple.

Je ne sais pas pourquoi ni comment de telles explications ont pu être développées et utilisées dans le cas de ces comportements particuliers. Les nombreux exemples de ce genre de comportement devraient suffire seuls à expliquer pourquoi cette explication n’est pas valable.

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Images © James Snyder (A), © Chris Jordan
(B),© Darryl Gwynne (C) © Will Milne (D)

Sur ces quatre images, on voit une grenouille arboricole cubaine (Osteopilus septentrionalis) en train d’essayer de manger une ampoule décorative de noël qu’elle confond avec une de ses proies. L’ampoule possédait les qualités bioluminescentes de ses proies (des insectes). Un albatros à pieds noirs (Phoebastria nigripes) tué par l’ingestion de petits déchets flottants qu’il confond avec des aliments. Un coléoptère géant (Julodimorpha bakewelli) qui tente de s’accoupler avec une bouteille de bière, qui présente une coloration et des indices de réflexion de la lumière associés au corps des femelles. Et pour finir, des éphémères recouvrant, s’accouplant, et pondant sur une vitrine qui reflète fortement la lumière polarisée horizontale, qu’ils utilisent pour leur sélection d’habitat, lorsqu’ils cherchent des plans d’eau naturels. Et on peut penser que la grenouille et l’albatros n’ont pas apprécié du tout leur erreur.

L’exemple du coléoptère géant et de la bouteille de bière est lui même assez démonstratif. En s’inspirant de cette première constatation, certains se sont penchés de plus près sur ce qu’ils qualifient de cas de « super signal ». Ils ont pu observer plusieurs de ces insectes sur une même bouteille, et constater que ces mâles les préfèrent aux femelles ! Et même voir des fourmis se rassembler près des bouteilles pour s’attaquer à eux juste pour s’accoupler avec ces bouteilles. Le détail, qui visiblement les a marqués « en commençant par leur parties intimes », trahit sérieusement leur vision trop, bien trop anthropomorphique.

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Ainsi, ayant vu ce que leur esprit voulait bien voir, ils en ont conclu qu’il s’agissait d’un « super signal », super excitant les mâles. En termes simples : la bouteille de bière leur servirait de jouet tellement excitant qu’ils les préfèrent aux femelles et qu’ils mourraient pour un moment avec !

Mais en fait, leur hyperexcitation maladive reste encore à être prouvée ! Il s’agit en fait d’une erreur, car il est plus probable qu’ils prennent ces bouteilles pour des femelles plus intéressantes que les vraies femelles. Et se fassent ainsi berner par les déchets jetés par l’homme. Tout simplement !

Le seul niveau adéquat pour comprendre réellement ces comportements est apporté par l’évolution. Pour comprendre, il est inutile de chercher bien loin, ni de chercher plusieurs réponses valables au cas par cas et encore moins d’avoir une logique aussi anthropomorphique (qui selon moi, traduit juste les préoccupations profondes de ceux qui produisent un scénario de ce type). Il s’agit d’un phénomène que l’on ne peut comprendre globalement qu’au travers de la théorie l’Evolution. Une façon de voir le monde qui va vous donner ici un éclairage sur un phénomène inquiétant, mais pourtant méconnu.

Ces insectes dont je vous parlais sont apparus bien avant nous, les hommes, et ont évolué pour survivre et se débrouiller dans un environnement où nous, nos feux, lumières et objets artificiels sont absents. Mais nous sommes apparus et nous altérons les paysages naturels, fabriquons des objets, en conduisant les espèces animales à des confusions dont il est question ici. Comme ces pics, qui malgré la puissance des coups de leur bec, ne pourront jamais trouer un poteau constitué de métal qu’ils confondent, en fait, avec un tronc d’arbre. 

C’est ce qui peut nous sembler stupide ou étonnant et que l’on appelle un piège évolutif. On comprend dans ce sens que ces espèces animales sont piégées et trompées par les mêmes mécanismes qui, jadis, leur ont permis de proliférer. Ces mécanismes sont des adaptations à un environnement. Des adaptations dont l’existence a été permise par la Sélection Naturelle et donc l’Evolution. Au cœur de l’idée de piège se trouve cette sélection naturelle qui a façonné, chez les animaux, un système de réponse à des indices donnés. Un système adapté par le passé, mais qui ne l’est plus face aux changements environnementaux rapides causés par l’homme. Les individus concernés se retrouvent alors à adopter des comportements absurdes dans leur nouvel environnement, altéré par l’homme, mais aussi et surtout contre productifs vis-à-vis de leurs survie et leur reproduction. Et qui ne le seraient pas dans d’autres occasions plus « naturelles » sans changements environnementaux rapides.

Bien que le concept de piège puisse s’appliquer à des traits plastiques (comme les modèles de croissance des plantes), je ne parle ici que du comportement des animaux.

Le petit manuel du « Piège Evolutif » 

 

Ce phénomène commence à devenir relativement compris par la communauté scientifique. En appliquant, les disciplines évolutives, écologiques et comportementales à la conservation, le concept de pièges évolutifs a émergé et est devenu particulièrement utile face aux changements environnementaux induits par l’homme. En particulier, quand il s’agit de combler les vides à l’origine de notre incompréhension des raisons pour lesquelles certains organismes exploitent avec succès de nouvelles conditions et ressources environnementales, quand d’autres réagissent de façon inadaptée. On commence donc à entrevoir comment un piège évolutif se met en place.

Les espèces ont évolué pour répondre à certains stimuli que l’on appelle des indices. En prenant des décisions, les organismes se reposent sur ces indices environnementaux pour évaluer l’état actuel et/ou futur de l’environnement. Les changements environnementaux causés par l’homme peuvent augmenter l’incompatibilité entre ces indices et les conditions auxquelles ils étaient autrefois associés. Le découplement entre ces deux éléments peut être tel que les animaux se retrouvent dans l’incapacité d’évaluer la pertinence de leurs choix d’habitat, de partenaire sexuel, de nourriture ou autres ressources qui affectent leur survie et reproduction.

Les activités anthropiques (humaines) sont susceptibles de déclencher des pièges évolutifs. Elles peuvent altérer des indices environnementaux par inadvertance, faisant apparaître de mauvais choix comportementaux comme aussi attractifs, ou même bien plus attractifs, que le/les choix comportementaux réellement avantageux que les animaux devraient choisir. On parle alors de piège évolutif par Attraction. C’est, par exemple, de là que des insectes aquatiques, tirent une préférence aberrante qui leur font pondre leurs œufs sur des surfaces où ces derniers n’écloront jamais. Les surfaces artificielles (comme l’asphalte ou les vitres) peuvent polariser la lumière qu’elles réfléchissent de manière plus forte que les surfaces aquatiques naturelles. Cette caractéristique constitue l’indice primaire utilisé par ces insectes pour sélectionner leur habitat.

Ces changements environnementaux rapides peuvent aussi réduire les avantages associés à une préférence pour une option comportementale (ou une option qui n’est pas évitée) sans altérer l’indice environnemental qui y est associé. On parle alors de piège évolutif par Dégradation. Aussi, dans certaines forêts administrées, où les arbres morts (debout ou tombés) sont rares, les piles de bois attirent des scolytes menacés, qui sont ensuite tués quand le bois est recueilli et broyé.

Pour couronner le tout, une combinaison de ces deux mécanismes peut survenir, on parle alors de piège évolutif par Combinaison, quand les avantages associés à un choix comportemental sont réduits, tout en devenant simultanément plus attractifs.

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Les transitions de terrains forestiers brusques, créées artificiellement par l’exploitation forestière, deviennent plus attractives pour les oiseaux de lisière de forêt. Tout en étant un choix de piètre qualité, parce que ces habitats attirent aussi des mammifères qui chassent les œufs et les jeunes de ces mêmes oiseaux.

Dans un but de conservation de la faune, on peut aussi faire une distinction, entre les différents pièges, sur la base du degré de gravité du découplement qui s’est créé entre l’indice et la valeur du choix associée. On considère ainsi un piège comme étant grave s’il est préféré aux options et choix optimaux.

Les chercheurs pensent que ces différents mécanismes de piège peuvent conduire à des situations de pièges évolutifs que l’ont peut qualifier de grave ou de piège à préférence égale. En fait, la plupart des exemples actuels connus sont des cas de piège grave (58%). Bien que cela puissent résulter d’un biais. Car les pièges dit « à préférence égale », ainsi que des pièges plus occasionnels ont été identifiés plus récemment ou sont moins détectables, et en conséquence, ont été l’objet d’une attention moindre.

 

Voici un exemple de piège courant. Se poser sur une barrière en métal à découvert n’est pas ce que préfèrent les moineaux. Et selon moi, ils préféreraient probablement même se réfugier plus à l’abri, mais en passant en quête de nourriture : hop, les pattes collées à la barrière gelée.

Les recherches récentes révèlent que les pièges sont assez communs, mais tous les animaux ne se font pas piéger pour autant. Les animaux devraient être alors plus réceptifs aux pièges sous certaines circonstances. Comme lorsque les indices associés à un nouveau mauvais choix ressemblent à ce qui, par le passé, indiquait aux animaux un choix plutôt avantageux. Cette sensibilité aux pièges peut dépendre aussi de l’âge, du sexe de l’animal ou de conditions plus spécifiques.

Alors l’idée, pour tendre ou désarmer le piège évolutif parfait, c’est de comprendre l’écologie sensorielle et cognitive des animaux dont il est question. C’est-à-dire le point essentiel leur susceptibilité aux pièges : la façon dont ils utilisent des indices. Ce qui dépend de la fiabilité de ces indices, des facteurs qui influencent la transmission d’un indice à travers l’environnement et des capacités sensorielles et cognitives des animaux dont il est question. Il suffit alors d’un nouveau facteur de stress anthropique pour causer un piège en interférant avec ces éléments. De tels facteurs peuvent reposer sur des « bruits » de diverses sortes (acoustique, chimique, visuelle etc.) pour bloquer la transmission d’un indice, distraire les organismes, ou interférer avec leur réception (comme les polluants qui embrouillent les animaux). En conséquence, pour les animaux concernés, cela augmentera leur susceptibilité aux pièges. À ce titre, proche des villes la nuit, la pollution lumineuse dérobe les étoiles à notre vue et les lumières citadines auront tôt fait de piéger les animaux qui les utiliseraient comme indice pour s’orienter. Et pourquoi pas en les conduisant à un suicide sur des bougies ?

Evidemment, c’est bien plus complexe. D’autres éléments interviennent, comme le vécu et l’apprentissage de chaque individu et le compromis vitesse/précision dans l’évaluation des options et la prise de décision. L’albatros de la photo, mort en ingurgitant des bouchons et des briquets en plastique, aurait pu se rendre compte de sa méprise. Mais obtenir une meilleure information, augmentant la fiabilité de l’indice et la discrimination des options est coûteux en termes de temps, d’énergie, d’opportunités perdues et d’exposition à des risques. Ce genre de situations, ainsi que celles où l’apprentissage est faible, rend les animaux plus vulnérables, et susceptibles de se faire piéger par une nouvelle ressource (ou habitat). Et ce, même lorsqu’une évaluation plus prudente ou un apprentissage pourrait leur permettre de réaliser qu’il s’agit là d’une mauvaise décision.

Pour finir, il faut noter que, chez les animaux sociaux, les réponses des individus sont souvent influencées par la réponse des autres. Les individus peuvent se faire piéger en suivant, imitant des individus déjà piégés (en étant attirés par un organisme de la même espèce, en le copiant, ou par mouvement de foule). En particulier, chez les espèces cohésives qui prennent des décisions de groupe. En tout les cas, l’effet de la structure sociale sur les réponses des groupes aux nouvelles options reste encore inexploré. Il reste bien des choses à découvrir sur les mécanismes de ces pièges.

Je vous laisse imaginer quel genre de pièges l’oiseau lyre pourrait avoir à affronter prochainement (ou affronte actuellement), alors que les indices sonores et les bruits de l’environnement leur servent pour leur reproduction :

Des causes et des symptômes aux remèdes…

 

Les pièges évolutifs sont capables de causer des déclins de population rapides qui menacent la persistance des espèces et, ainsi, sont devenus une préoccupation émergente en conservation. En 2006, les chercheurs ont tout d’abords cru que les pièges évolutifs étaient rares et qu’il s’agissait d’un phénomène peu important. Depuis, suite à une augmentation de l’intérêt pour ce sujet, il y a eu une explosion du nombre de cas bien documentés. Des exemples de pièges évolutifs existent au sein de contextes de sélection d’habitat (on parle alors de piège écologique), de comportement d’approvisionnement, de navigation, d’oviposition et de choix de partenaires. Ces pièges semblent avoir un impact sur une large gamme d’animaux, incluant des mammifères, des oiseaux, des reptiles, des amphibiens, des poissons et des insectes…

On sait depuis que l’origine de ce phénomène est avant tout naturelle. Les facteurs déterminants impliqués dans la création d’un piège restent avant tout écologiques. Ils peuvent inclure, tout à fait naturellement, une augmentation du risque de prédation des adultes ou des jeunes résultant d’une distribution, une abondance, ou un comportement des prédateurs, nouveau ou altéré; des partenaires inappropriés (c’est-à-dire d’une autre espèce); une disponibilité, pertinence ou qualité des proies réduites, une compétition pour la nourriture renforcée, conduisant à des blessures dangereuses ou létales, ou une augmentation des demandes énergétiques; et enfin des conditions abiotiques inadaptées au développement des juvéniles. Les activités humaines n’ont fait qu’augmenter considérablement les risques de pièges et en ont créé de nouveau.

Les espèces exotiques/invasives (généralement répandues ou aidées autrement par l’homme) sont devenues la plus importante cause de pièges évolutifs. C’est ainsi qu’une guêpe parasite (hymenoptera: Braconidae) tombe naïvement dans un de ces pièges. Elle préfère s’attaquer à une espèce de coccinelle exotique avec une défense antiparasitaire très efficace comparée à celle des plus petites coccinelles autochtones qu’elles parasitent habituellement.

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Nombre de cas documentés pour les principales causes connues de piège évolutif. Au dessus des histogrammes, vous trouverez la proportion de cas de pièges grave (en noir)

La capture d’animaux sauvages par la chasse, le piégeage et la pêche relèvent de la manipulation comportementale, parce que ces activités impliquent des signaux de communication trompeurs intentionnellement produits par l’homme. Néanmoins, des pièges évolutifs peuvent être involontairement créés par ces activités. Les foulques caronculée (Fulica cristata), espèce menacée en Europe, en font notamment les frais. Ces oiseaux préfèrent se rassembler en hiver auprès des Foulques macroules (Fulica atra), plus nombreux, qui se rassemblent eux préférentiellement dans des zones de chasse… Où les foulques caronculées sont donc souvent tuées par erreur.

Les structures fabriquées par l’homme, comme les barrages, les bâtiments ou les routes, créent aussi des pièges en altérant les déplacements des animaux, mimant des habitats naturels, ou créant des conditions abiotiques temporellement imprédictibles qui réduisent la survie et/ou le succès reproducteur relatif associé aux décisions des animaux. L’enfer est pavé de bonnes intentions dit-on. Aussi, les pièges peuvent même être causés par des activités qui sont supposées bénignes, comme l’écotourisme. Etonnamment, et de manière tout aussi troublante, la troisième cause humaine la plus fréquente qui cause notamment des pièges écologiques graves provient de projets de restauration écologique : Hawlena et ses collaborateurs ont d’ailleurs illustré comment une restauration écologique et des projets de reforestation ont créé de nouvelles opportunités de chasse pour des oiseaux prédateurs. Ce qui a eu pour résultats d’augmenter le risque de prédation pour des espèces de lézards menacées dans leur habitat préféré. Un cercle vicieux. Du coup, les pièges évolutifs peuvent actuellement être simultanément à l’origine, et la conséquence d’efforts de restauration et de gestion des ressources !

Les chercheurs ont enquêté sur les manières dont on peut désarmer un piège et en gérer l’impact. Un cadre robuste pour prédire l’apparition et les conséquences d’un piège évolutif est à peine en train d’être développé. Certains de ces modèles indiquent que la probabilité d’extinction d’une population impactée par un piège augmente avec la fraction d’individus de la population qui sont piégés et avec la gravité du piège. Ils prédisent aussi qu’elle serait globalement réduite pour les espèces, ou les populations, qui peuvent évoluer, s’adapter plus rapidement, ou au moins apprendre rapidement. La plasticité des comportements peut donc constituer la première ligne de défense contre les pièges évolutifs. Néanmoins, les exemples empiriques manquent. En tout cas, le mode opératoire pour désarmer et gérer des pièges doit être spécifiquement adapté, sur un fonctionnement au cas par cas.

Des gens soucieux de neutraliser un piège évolutif, peuvent essayer de réaligner les préférences des animaux avec les bons choix. Aussi, l’élimination d’un de ces pièges peut être effectuée en réduisant l’attractivité des ressources « faussement attractives ». Ou alors, on peut aussi augmenter leur qualité, ou les deux. Susan Tuxbury et Michael Salmon, ont déterminé comment les lumières artificielles en bord de mer peuvent perturber le comportement qui permet aux jeunes tortues, fraîchement écloses, de trouver la mer, en les faisant remonter la plage au lieu de les diriger vers l’eau. Ils recommandent ainsi, qu’en plus de réduire le nombre et l’intensité des sources de lumière, d’appliquer des filtres à lumière rouge et de restaurer des dunes de sable pour augmenter l’élévation de l’horizon et bloquer les sources de lumière artificielle. Des alternatives et des stratégies complémentaires permettront de réduire les indices trompeurs qui déclenchent ce « piège de navigation » dans les zones où il est impossible de réduire le nombre et l’intensité des lumières artificielles.

Les pièges peuvent aussi être éliminés grâce à l’addition ciblée d’indices répulsifs. D’autres interventions de gestion visent à éliminer les pièges seulement en augmentant la qualité des mauvais choix. Ce sont souvent des techniques efficaces de restauration d’habitat, comme le contrôle de prédateurs (ou plantes) « exotiques », la restauration du rôle de perturbation naturelle ou l’élimination de barrières artificielles aux déplacements qui concentrent les organismes dans des endroits dangereux.

Une approche complémentaire consiste à limiter l’accès des animaux aux pièges. Les spécialistes du sujet essayent aussi de diriger leurs efforts vers la prévisibilité et la prise de conscience des pièges dans la conservation.

D’un côté, les pièges évolutifs peuvent être vus comme l’inévitable conséquence de l’interaction entre un comportement imparfaitement compris et un nouvel environnement, mais où l’élément particulier de ce comportement qui devient inadapté est aussi imprévisible que les nouveautés écologiques qui les déclenchent. D’un autre côté, certains contextes (souvent en lien avec les sources de nourriture dérivée de l’homme) sont des causes fréquentes de pièges avec des mécanismes écologiques et comportementaux assez clairs, et sont donc prévisibles.

En conséquence, gérer des espèces ou des écosystèmes avec les pièges évolutifs en tête requiert un suivi plus étroit des populations et des changements en qualité des ressources ainsi que la qualité perçue par les animaux. Cela implique aussi de mettre en application des concepts issus de la théorie de l’évolution, et du comportement animal dans les pratiques en conservation.

Mais attention ! Comme dans d’autres domaines de la biologie, les scientifiques de la conservation doivent d’abord s’assurer que ces comportements qui sont inadaptés sur le court terme, ne représentent pas en fait une stratégie adaptée sur le long terme. Ils doivent aussi éviter les problèmes de méthode et d’échantillonnage qui peuvent suggérer la présence de comportements inadaptés, alors qu’il n’y en a pas. Étant donné que les restaurations écologiques sont eux même une cause relativement fréquente de piège, la prudence est nécessaire dans les interventions. Un prise de conscience avec des exemples empiriques, associée à une attention plus importante des chercheurs sur les approches Evolutive et Comportementale, devrait améliorer nos capacités à anticiper les activités humaines susceptibles de déclencher des pièges.

Et nous, comment fais-t-on ?

Pour agir, à un niveau moins « professionnel », on peut commencer à prendre conscience de l’importance de l’Evolution et ses échelles de temps en Ecologie et en Conservation, et s’inquiéter des faibles financements alloués à ces types de recherches. Mieux comprendre cette théorie et ses implications en Conservation est quelque chose d’indispensable. Ne serait-ce que pour bien assimiler les tenants des règles et précautions, que bien souvent l’on ne respecte pas faute de les comprendre. D’ailleurs, en matière de règles, peut-être la plus importante à retenir de cet article : ne pas jeter de déchets n’importe où… La fameuse expression, attribuée à Bernard de Clairvaux (en 1090), disant que « l’Enfer est pavé de bonnes intentions », trouve ici, en 2017, un sens bien particulier.

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