Heliconius melpomene -Heliconius melpomene

Facteur commun
Heliconius melpomene 2b Richard Bartz.jpg
H. melpomene, hybride — vue ventrale
Heliconius melpomene06.jpg
H. melpomene, hybride — vue dorsale
Classement scientifique Éditer
Royaume: Animalia
Phylum: Arthropodes
Classer: Insecte
Commander: Lépidoptères
Famille: Nymphalidés
Genre: Héliconius
Espèce:
H. melpomène
Nom binomial
Heliconius melpomène
( Linné , 1758 )
Sous-espèce

Beaucoup, voir la génétique

Synonymes

Papilio melpomene ( Linné , 1758 )

Heliconius melpomene , le papillon du facteur , facteur commun ou simplement facteur , est un papillon aux couleurs vives que l'on trouve dans toute l' Amérique centrale et du Sud . Il a été décrit pour la première fois par Carl Linnaeus dans sa 10e édition de 1758 de Systema Naturae . Sa coloration a coévolué avec une espèce sœur H. erato pour avertir les prédateurs de son caractère immangeable ; c'est un exemple de mimétisme müllerien . H. melpomene a été l'une des premières espèces de papillons observées à se nourrir de pollen, un comportement commun dans d'autres groupes mais rare chez les papillons. En raison du récent rayonnement évolutif rapidedu genre Heliconius et du chevauchement de son habitat avec d'autres espèces apparentées, H. melpomene a fait l'objet d'études approfondies sur la spéciation et l' hybridation . Ces hybrides ont tendance à avoir une faible fitness car ils sont différents de l'espèce d'origine et ne présentent plus de mimétisme müllerien.

Heliconius melpomene possède une vision ultraviolette qui améliore sa capacité à distinguer les différences subtiles entre les marques sur les ailes des autres papillons. Cela permet au papillon d'éviter de s'accoupler avec d'autres espèces qui partagent la même aire de répartition géographique.

La description

Le papillon du facteur est principalement noir avec des rayures rouges ou jaunes sur les ailes antérieures . Le papillon facteur a de grandes ailes longues (35-39 mm). Il est venimeux et les motifs rouges sur ses ailes sont un exemple d' aposématisme . Ils ressemblent à H. erato . Deux caractéristiques trouvées sur le dessous permettent de distinguer H. erato de H. melpomene - H. erato a quatre points rouges où l'aile s'attache au thorax tandis que H. melpomene en a trois et la bande blanc jaunâtre sur le dessous atteint la marge de l'aile postérieure chez H. erato mais se termine avant d'atteindre la marge chez H. melpomene .

Il existe de nombreuses formes de ce papillon dans toute l' Amérique centrale et du Sud . La variation géographique des motifs a été étudiée à l'aide de la cartographie des liaisons et il a été constaté que les motifs sont associés à un petit nombre de loci génétiques appelés « points chauds » génomiques . Des loci de points chauds pour la structuration des couleurs ont été trouvés homologues entre les comimiques H. erato et H. melpomene , renforçant les preuves d' une évolution parallèle entre les deux espèces, à travers les modèles de morphologie.

Aire de répartition géographique et habitat

Heliconius melpomene se trouve de l'Amérique centrale à l'Amérique du Sud , en particulier sur les pentes des montagnes des Andes . Il habite le plus souvent les terrains ouverts et les lisières des forêts, bien qu'il puisse également être trouvé près des bords des rivières et des ruisseaux. Il partage son aire de répartition avec d'autres espèces d' Heliconius , et H. melpomene est généralement moins abondant que les autres espèces.

Origines

Une étude récente, utilisant le polymorphisme de longueur de fragment amplifié (AFLP) et des ensembles de données d' ADN mitochondrial , situe l'origine de H. melpomene à 2,1 millions d'années. H. melpomene montre un regroupement des AFLP par géographie suggérant que l'espèce est originaire de l'est de l'Amérique du Sud.

Ressources alimentaires

Les chenilles

Les chenilles d' Heliconius présentent un comportement connu sous le nom de monophagie , ce qui signifie qu'elles se nourrissent d'un seul type de plante, en particulier le genre Passiflora . Chez H. melpomene , les plantes hôtes se limitent à Passiflora oerstedii et Passiflora menispermifolia . Les espèces du genre Passiflora ont développé de nombreuses défenses chimiques, mais les chenilles Heliconius ont développé des adaptations qui leur permettent de continuer à se nourrir des plantes et d'incorporer réellement les composés toxiques dans leurs systèmes et les rendent désagréables aux prédateurs. Ces interactions font d' Heliconius et de Passiflora un système modèle pour les études de coévolution .

Adultes

Diète

Contrairement à la plupart des autres papillons, plusieurs espèces d' Heliconius ont été observées en train de manger du pollen ainsi que du nectar . Le mécanisme exact par lequel le papillon digère le pollen est incertain ; on pensait à l'origine qu'une fois le pollen trempé dans le nectar après ingestion, il pourrait alors être digéré par le papillon. Récemment, cependant, l' enzyme protéase a été découverte dans la salive du papillon, ce qui implique une adaptation pour décomposer le pollen. Cette enzyme a été trouvée à des concentrations plus élevées dans la salive des papillons femelles, probablement en raison du plus grand besoin de nutrition associé à la reproduction. Ces adaptations permettent aux papillons d'extraire des acides aminés importants du pollen, ce qui, en plus des avantages nutritionnels généraux, permet à H. melpomene d'avoir des couleurs plus vives et d'être plus désagréables pour les prédateurs que leurs homologues non pollinisateurs. On pense que cette adaptation à la recherche de nourriture et l'amélioration subséquente de la coloration ont contribué à la spéciation d' Heliconius .

Pollinisation

Le pollen est une source de protéines rarement utilisée mais efficace pour les espèces de lépidoptères . En cherchant du pollen, les adultes accumulent du pollen au bout de leur trompe et les grains y restent pendant de longues périodes. Ces grains de pollen sont transférés à l'étamine d'une autre plante que le papillon visite en cherchant de la nourriture. Bien qu'il existe de nombreuses plantes dans H. melpomene de gamme qui apportent des nutriments appropriés, seulement quelques - uns d' entre eux sont visités par le papillon. Cela fait du papillon un pollinisateur efficace pour les fleurs qu'il visite car il y a une faible probabilité qu'une plante reçoive le mauvais type de pollen.

Soins parentaux

En cherchant du pollen pendant le développement des œufs, les papillons femelles H. melpomene fournissent des acides aminés et des protéines précieux à leur progéniture. Cela réduit le temps que la progéniture doit passer à chercher de la nourriture pendant le stade larvaire et diminue ainsi les risques de prédation larvaire. Bien que ce comportement de recherche de nourriture supplémentaire de la part de la femelle augmente sa probabilité d'être mangée, les couleurs d'avertissement mettant en évidence son dégoût la protègent contre les prédateurs.

La ponte

Les papillons femelles H. melpomene reconnaissent les plantes hôtes en identifiant le composé chimique correspondant à l'aide de chimiorécepteurs situés sur ses pattes antérieures. Lors de la recherche d'une plante, le papillon tambourinera ses pattes sur la plante afin de détecter les composés chimiques que la plante libère. Une fois qu'elle a trouvé la bonne plante hôte, elle pondra des œufs individuellement sur des jeunes feuilles séparées. Trouver la bonne plante hôte est crucial car les larves de H. melpomene sont adaptées pour se nourrir uniquement de certaines plantes de Passiflora .

Cycle de la vie

Les œufs de H. melpomene sont jaunes et mesurent environ 1,5 x 1 mm. Ils sont pour la plupart déposés seuls ou rarement en petits groupes sur les jeunes feuilles des plantes de Passiflora . Les chenilles vivent en groupes de deux à trois individus et sont blanches avec des taches noires. Les pupes sont épineuses et de couleur brun foncé. Les adultes ont un corps noir avec des motifs jaune vif ou orange sur les ailes. Les femelles H. melpomene produisent des ovocytes en continu tout au long de leur vie; cela est dû au régime riche en nutriments que le papillon obtient en mangeant du pollen. Des espèces d' Heliconius étroitement apparentées ont une durée de vie maximale de six mois, et il est probable que H. melpomene vit pendant une durée similaire.

Coloration et comportement protecteurs

Mimétisme

Heliconius melpomene a coévolué avec son espèce sœur, H. erato , chacune développant des motifs de couleurs vives similaires. Les patrons de H. melpomene correspondent à au moins 20 des 27 sous-espèces de H. erato . Cette coloration avertit les prédateurs potentiels que les papillons sont désagréables et doivent être évités ; c'est un exemple d' aposématisme . Puisque les deux espèces possèdent ce goût âcre, elles présentent ce que l'on appelle le mimétisme müllerien . Malgré leur coloration facilement confondue, ces deux espèces peuvent exister dans la même aire de répartition car elles sont isolées sur le plan reproducteur en raison d'adaptations aux yeux des papillons qui permettent une meilleure distinction entre les individus.

Défense chimique

Les mâles et les femelles dégagent une forte odeur détectable même pour les humains lorsqu'ils sont manipulés afin de dissuader la prédation. De plus, les papillons H. melpomene se rendent désagréables aux prédateurs tels que les oiseaux en produisant des glycosides cyanogènes aux stades larvaire et adulte. Ces glycosides sont incorporés dans le système de l'insecte en se nourrissant de plantes hôtes qui produisent les composés comme défense contre l'herbivorie.

Dortoir communautaire

Les individus du genre Heliconius forment de grands dortoirs communaux où ils retournent chaque nuit après s'être nourris. La raison de ce comportement n'était pas bien caractérisée jusqu'à récemment, lorsqu'il a été déterminé que les grands rassemblements de papillons offraient une protection contre les prédateurs. Les papillons s'en sortent mieux dans ces groupes pour deux raisons. Premièrement, l'effet de dilution des proies réduit la probabilité qu'un individu en particulier soit mangé en raison du grand nombre d'autres individus qui se trouvent dans la zone. Deuxièmement, la congrégation des individus aux couleurs vives est plus susceptible de dissuader les prédateurs en rendant la coloration d'avertissement plus importante.

La génétique

Hybridation

En raison de son aire de répartition avec de nombreuses espèces étroitement apparentées, H. melpomene s'hybride parfois dans la nature malgré des adaptations destinées à contrecarrer cela. Les femelles issues du croisement de H. melpomene et H. cydno sont stériles. Bien que les mâles hybrides ne soient pas stériles, ils présentent des modèles intermédiaires entre les espèces croisées et il est donc peu probable que les mâles soient reconnus comme partenaires par l'une ou l'autre des espèces. De plus, les modèles sur les deux sexes ne seront pas mimétiques, ce qui signifie qu'ils ne seront pas reconnus par les prédateurs comme des manifestations de dégoût. Par conséquent, les hybrides résultant du croisement de H. melpomene avec d'autres espèces d' Heliconius ont une faible valeur adaptative et ne sont pas susceptibles de persister.

Sous-espèce

Les sous-espèces de H. melpomene comprennent :

  • H. m. aglaope (C. & R. Felder, 1862)
  • H. m. amandus (Grose-Smith & Kirby, 1892)
  • H. m. amaryllis (C. & R. Felder, 1862)
  • H. m. Cythère (Hewitson, 1869)
  • H. m. euryade (Riffarth, 1900)
  • H. m. malleti (Lamas, 1988)
  • H. m. melpomène (Linné, 1758)
  • H. m. meriana (Turner, 1967)
  • H. m. modesta (Riffarth, 1900)
  • H. m. nanna (Stichel, 1899)
  • H. m. pénélope (Staudinger, 1894)
  • H. m. plesseni (Riffarth, 1907)
  • H. m. sticheli (Riffarth, 1907)
  • H. m. Rosine (Boisduval, 1870)
  • H. m. thelxiope (Hübner, [1806])
  • H. m. unimaculata (Hewitson, 1869)
  • H. m. vicinus (Ménétriés, 1847)
  • H. m. vulcanus (Butler, 1865)
  • H. m. xénoclée (Hewitson, [1853]

Accouplement

Recherche de partenaire

Lors de la recherche de partenaires, les mâles de H. melpomene présentent un comportement de patrouille, ce qui implique la recherche de partenaires potentiels tout en volant autour de l'aire de répartition habitée par l'espèce. Cela nécessite la capacité de distinguer les femelles de H. melpomene de celles des autres espèces, une adaptation clé du papillon.

Interactions femmes/hommes

Le mâle H. melpomene possède des pinces abdominales qui sont utilisées pour saisir les femelles pour des copulations forcées. Lors de l'accouplement, le mâle passe les nutriments dans un spermatophore ; la femelle peut utiliser ce cadeau nuptial pour nourrir les œufs fécondants à l'intérieur d'elle. En plus du spermatophore, les mâles délivrent également une phéromone à la femelle qui est un antiaphrodisiaque pour les autres mâles. Cela augmente les chances de réussite de la reproduction du mâle en empêchant la femelle de s'accoupler avec d'autres mâles, ce qui garantit que seul le sperme du mâle d'origine sera utilisé pour féconder les œufs de la femelle. La phéromone est produite uniquement par les mâles et est sécrétée pour identifier eux-mêmes à d'autres mâles, de sorte que l'antiaphrodisiaque agit en faisant sentir à la femelle comme un mâle. Après un certain temps, la phéromone s'estompe et la femelle est capable de s'accoupler à nouveau, ce qu'elle fera plusieurs fois au cours de sa vie.

Physiologie

Vision

En raison d'une duplication dans un gène pour la détection de la lumière UV, les individus de H. melpomene sont capables de distinguer une plus large gamme de nuances de jaune que les autres espèces de papillons. De plus, lorsqu'ils recherchent des partenaires, les papillons distinguent les congénères des hybrides et des hétérospécifiques en détectant des changements subtils dans les motifs de marquage sur les ailes. Ces adaptations permettent aux papillons d'éviter des partenaires génétiquement coûteux, car les femelles hybrides sont stériles et les mâles hybrides dans ce système sont moins en forme en raison d' une sélection sexuelle perturbatrice .

Dégustation/dégustation

Alors que les deux sexes de H. melpomene possèdent des récepteurs du goût sur leurs pattes postérieures, seuls les papillons femelles ont les récepteurs sur les pattes antérieures; c'est un exemple de dimorphisme sexuel . Les récepteurs du goût sont utilisés par les deux sexes afin de trouver de la nourriture et des partenaires, mais la femelle utilise également le sens pour trouver des plantes hôtes appropriées pour ses œufs. Ces récepteurs gustatifs sont hautement spécialisés en raison de la coévolution avec la plante Passiflora .

Galerie

  • H. m. pénélope , mâle, dorsale

  • H. m. penelope , mâle, ventral

  • H. m. femelle pénélope , dorsale

  • H. m. femelle pénélope , ventrale

Les références

Lectures complémentaires

Liens externes