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Le chemin de l'amour élucidé chez un papillon de nuit

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L'énigme de la rencontre amoureuse entre le mâle et la femelle chez le papillon de nuit vient d'être résolue à l'aide des mathématiques. L'explication réside dans la trajectoire des particules odorantes émises par la reine du soir et la sensibilité olfactive de ses prétendants.

À l'état domestique où le bombyx de mûrier a été réduit, le mâle, plus petit que la femelle, est pourvu d'ailes grises qu'il agite continuellement et d'antennes très développées pour déceler l'odeur émise par la femelle (une phéromone nommée bombykol). Trois jours après la fécondation, la femelle pond entre 300 et 700 œufs. © CSIRO, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

Du nez, du flair... le bombyx du mûrier (Bombyx mori) mâle n'en manque pas pour trouver une partenaire. Il est en effet apte à sentir dans l'air le séduisant parfum de la dame grâce à des antennes sur lesquelles sont placées de nombreuses sensilles, des brins micrométriques directement reliés à ses neurones sensoriels.

Des naturalistes français avaient rapporté ce comportement il y a plus d'un siècle, mais la communauté scientifique planche encore pour comprendre comment ces lépidoptères détectent, parfois à des centaines de mètres de distance et dans des conditions atmosphériques variables, les hormones sexuelles (ou phéromones) émises par les femelles en période de reproduction. Quand le vent se lève, le signal olfactif peut devenir sporadique, il peut même disparaître pendant de longues périodes de temps.

Une équipe de chercheurs annonce avoir élucidé le mystère, dans un article de la revue Physical Review X. Massimo Vergassola, biophysicien à l'université de Californie à San Diego, aux États-Unis, et ses collaborateurs ont commencé par déterminer l'intensité et la durée des signaux de phéromone. Ils ont ensuite validé les résultats à l'aide de données de terrain, de simulations numériques et d'expériences de contrôle en laboratoire.

Espèce originaire du nord de la Chine, la forme larvaire du bombyx du mûrier se nourrit de feuilles de mûrier blanc ou noir, d'où son nom. Appelée ver à soie, la chenille est élevée depuis des siècles pour la précieuse fibre qu'elle sécrète en une bave abondante (sériciculture). En durcissant, cette matière se transforme en un fil unique de soie brute, pouvant atteindre 1.500 m de long, avec lequel la chenille se fabrique un cocon. © Gorkaazk, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

Des résultats utiles en agriculture et en robotique

Bilan : les phéromones peuvent être perçues par les mâles s'ils se trouvent dans un cône de détection s'étalant jusqu'à 1.000 mètres en aval de la source d'émission. Les signaux seraient le plus souvent détectés par bouffées intermittentes de quelques millisecondes, en dehors desquelles les insectes ne les détecteraient point.

Ces découvertes permettraient des applications dans l'agriculture : en contrôlant le comportement des insectes exposés à des phéromones, la capacité reproductive des ravageurs envahissants ou des porteurs de maladies pourrait être limitée.

Ces travaux « pourraient aussi aider les ingénieurs à améliorer la conception des renifleurs, ces robots olfactifs guidés par les parfums chimiques pour détecter des bombes, des produits chimiques toxiques et des fuites inflammables », ajoute Massimo Vergassola. Pendant que le bombyx du mûrier continuera, lui, à chercher l'amour.

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