Le mystère de la raison pour laquelle les zèbres ont des rayures a finalement été résolu

Les rayures de zèbre créent un effet éblouissant sur les mouches, ce qui réduit leur capacité à effectuer des atterrissages contrôlés

par GrrlScientist for Forbes | @GrrlScientist

NOTE: publiée à l'origine sous le titre: «Pourquoi les chevaux devraient-ils porter un pyjama à rayures»

Au cours des siècles, de nombreuses explications ont été données pour expliquer pourquoi les zèbres ont des rayures et pas les chevaux.
(Crédit: Igorowitsch / CC0)

Un article récemment publié par Tim Caro, écologiste du comportement et de l'évolution, qui étudie la coloration animale à l'Université de Californie à Davis, et une équipe internationale de chercheurs rapportent que les zèbres ont développé des rayures pour réduire la prédation en mordant les mouches. Cette conclusion est venue d'une élégante série d'expériences utilisant des chevaux, des zèbres des plaines captives et des chevaux portant un pyjama rayé, qui ont révélé que les surfaces rayées empêchent les mouches piqueuses de réaliser un atterrissage contrôlé (réf.).

Tant de gens curieux, tant d'idées curieuses

Des scientifiques comme Alfred Russel Wallace et Charles Darwin aux écrivains populaires tels que Rudyard Kipling, les gens se demandent depuis longtemps pourquoi les zèbres sont rayés alors que leurs cousins ​​proches, les chevaux, sont banals. Au cours des 150 dernières années environ, le public a eu diverses explications sur les rayures zébrées, allant du camouflage (ref) aux prédateurs déroutants (ref & ref), en passant par la signalisation aux autres zèbres (ref: US / UK), surchauffe (réf.), mais ce n’est que récemment que ces idées ont été suffisamment prises au sérieux pour pouvoir être testées scientifiquement.

Il y a quelques années, le professeur Caro a proposé une réponse nouvelle et surprenante à cette question séculaire: les rayures empêchent les mouches piqueuses d'atterrir sur un zèbre (réf.) - une hypothèse de plus en plus acceptée par les chercheurs. Mais pourquoi ou comment les rayures y parviennent-elles? Personne ne savait à coup sûr.

Les mouches piqueuses posent de sérieux risques pour la santé

Ceux qui vivent à proximité de chevaux ou qui travaillent avec des chevaux savent à quel point une morsure de cheval peut être irritante. Mais mordre est une partie essentielle de leur cycle de vie: les mouches femelles tabanides ont besoin d'un repas de sang pour produire leurs œufs.

En Afrique, où vivent les zèbres, les mouches du genre Tabanid sont porteuses d'un certain nombre de maladies mortelles, notamment la trypanosomose, l'anémie infectieuse des équidés, la peste équine et la grippe équine (réf.). Ils transmettent ces maladies par la piqûre, aussi invasive qu'une seringue hypodermique. Les zèbres sont très sensibles aux piqûres d’insectes, car ils ont la peau fine, ce qui permet aux mouches piqueuses d’accéder facilement à un capillaire. Mais pourquoi les bandes sont-elles si efficaces pour réduire les attaques de mouches? Les zèbres sauvages étant difficiles à approcher, il est difficile de savoir comment les rayures affectent le comportement des mouches.

Les surfaces rayées éblouissent les mouches tabanides, empêchant les atterrissages contrôlés

L’équipe de recherche a comparé le comportement des taons (Haematopota pluvialis et Tabanus bromius) alors qu’ils tentaient d’atterrir et de mordre trois zèbres et neuf chevaux de couleur uniforme, blancs, gris, bruns et noirs, vivant dans des enclos similaires au Hill Livery de Bristol, au Royaume-Uni. Les chercheurs ont enregistré en vidéo des chevaux et des zèbres ou pris des notes à partir d'observations rapprochées pendant un temps total de 16,3 heures alors que les taons volaient autour de ces animaux.

Un cheval porte un manteau à rayures pour cette étude.
(Crédit: Tim Caro)

Le professeur Caro et ses collaborateurs ont signalé que les taons se sont approchés, ont entouré et touché les chevaux et les zèbres de l'étude de la même manière, probablement attirés par l'odeur, mais se sont posés sur les zèbres moins du quart aussi souvent. Pourquoi? Cet effet est-il dû à des odeurs différentes ou à des motifs de couleur de surface différents? Pour répondre à cette question, le professeur Caro et ses collaborateurs ont revêtu sept des chevaux de l'étude d'un solide manteau à rayures noires, blanches ou à rayures noires et blanches. Ils ont découvert que les mouches des chevaux se posaient beaucoup moins souvent sur le manteau à rayures lui-même (Figure 2), mais qu’elles se posaient tout aussi souvent sur la tête nue des chevaux de l’étude, une élégante confirmation de leur hypothèse.

Fig 2. Nombre moyen (et SE) de mouches tabanides (a) touchant ou (b) atterrissant sur des manteaux en tissu de teintes et de motifs différents, et © atterrissant sur la tête nue de 7 chevaux différents. *** = p <0,0001.
(doi: 10.1371 / journal.pone.0210831)

Mais comme les mouches à cheval harcelaient à la fois les chevaux et les zèbres, à quel moment les effets des rayures sont-ils apparus? Pour répondre à cette question, les chercheurs ont enregistré en vidéo ou pris des notes détaillées sur le comportement des mouches autour des zèbres et de certains chevaux.

Ils ont constaté que, contrairement à ce qu’ils voyaient pour les chevaux, les taons s’approchent des zèbres à une vitesse beaucoup plus rapide, ne ralentissant pas au fur et à mesure qu’ils rapprochent l’animal, s’effondrant souvent devant le zèbre avant de s’envoler (Figure 3).

Fig 3. Vitesse de vol moyenne (en pixels par image vidéo) des tabanidés pendant les 0,5 dernières secondes des chevaux qui s'approchent (ligne continue) et des zèbres (ligne pointillée). Zone grise = ± SE. N (approches du cheval) = 39; N (approches zébrées) = 26.
(doi: 10.1371 / journal.pone.0210831)

Cet effet n’a été observé qu’au dernier moment de l’approche d’un moucheron, alors qu’il se trouvait à un ou deux mètres des zèbres. Ainsi, il est possible que les rayures du zèbre éblouissent et confondent les mouches à cheval qui s’approchent. Le professeur Caro et ses collaborateurs suggèrent que cette confusion pourrait résulter de la vision basse résolution des phlippes, qui repose sur la détection du mouvement. (Un tel «éblouissement de mouvement» créé par des motifs à fort contraste qui interfèrent avec la perception par un observateur du mouvement d’un objet rayé a également été signalé pour d’autres insectes [réf]].

Curieusement, le professeur Caro et ses collaborateurs ont découvert que les chevaux gris étaient beaucoup moins susceptibles d'être encerclés et touchés par les mouches que les zèbres, bien que le taux d'atterrissage soit similaire pour les deux. Cela contraste avec les taux indirects et touchants pour les zèbres et les chevaux non gris, qui étaient identiques, bien que les mouches à cheval se posent beaucoup moins souvent sur un zèbre. Ceci est particulier parce que les zèbres semblent être gris de la distance aux mouches.

Les zèbres réagissent agressivement aux mouches à cheval

Les chercheurs ont également comparé les réactions des chevaux et des zèbres à l’attaque aux mouches. Fondamentalement, les réactions des chevaux étaient beaucoup plus passives que celles des zèbres. Par exemple, le professeur Caro et ses collaborateurs ont observé que les zèbres de l’étude arrêtaient de s’alimenter lorsque la mouche l’avait encerclée à maintes reprises, et qu’elle s’enfonçait souvent avec leur gueule ou même qu’ils s’enfuyaient - des comportements qui n’avaient jamais été observés chez les chevaux de l’étude.

Les zèbres à l'étude ont également montré des taux de battements de queue beaucoup plus élevés que les chevaux à l'étude. Cette observation est cohérente avec les taux de sifflements de la queue chez les zèbres des plaines sauvages ainsi que des zèbres en captivité détenus par le zoo de Berlin. Mais comme la queue d’un zèbre ne peut atteindre que 25% de la longueur de son corps, il doit également y avoir d’autres facteurs en jeu: ces rayures éblouissantes.

Les gens peuvent apprendre beaucoup des zèbres

Les rayures de zèbres constituent un moyen de dissuasion sophistiqué contre les insectes piqueurs. En revanche, les chevaux n'ont pas évolué en présence des mêmes pressions évolutives que les zèbres, ce qui se traduit par l'absence de rayures. Cependant, les éleveurs et les éleveurs de chevaux peuvent adapter les résultats de cette étude pour améliorer la qualité de vie de leurs chevaux en leur fournissant des couvertures à rayures.

Un cheval noir dans un manteau rayé.
(Crédit: Tim Caro.)

Les résultats de cette étude s’appliquent également aux gens: les campeurs, les randonneurs, les ornithologues amateurs et autres amateurs de plein air pourraient profiter des avantages d’une réduction des piqûres d’insectes en portant des vêtements et une peinture pour le corps à rayures très contrastées. En fait, une autre étude a été publiée il y a un mois à peine par une autre équipe de chercheurs qui a révélé que les rayures noires et blanches étaient efficaces pour réduire les attaques de mouches sur les humains (réf.). Les auteurs de cette étude intelligemment conçue ont observé que la peinture corporelle ou les tatouages ​​à rayures blanches sont une pratique courante chez les peuples autochtones d'Afrique, d'Australie et de Papouasie-Nouvelle-Guinée. Ces peuples ont la peau brun foncé et vivent dans des régions où il y a beaucoup d'insectes piqueurs. Bien que les dessins à rayures aient une importance culturelle importante pour ces peuples, les rayures réduisent également l'irritation et la transmission des maladies par les insectes suceurs de sang.

Comme toute bonne recherche, cette étude soulève des questions intéressantes. Par exemple, les réactions des mouches de Bristol sont-elles similaires à celles des mouches et autres insectes piqueurs trouvés en Afrique? Comment les types de matériaux à partir desquels les manteaux des chevaux sont-ils fabriqués peuvent-ils affecter les réactions des taons? Comment les différentes charges calorifiques des rayures noires par rapport aux rayures blanches peuvent-elles affecter la capacité d’un moucheron de trouver un capillaire une fois qu’il a atterri? Et quoi de mieux pour confondre les taons mordants: des rayures fines ou épaisses? Le professeur Caro et ses collègues s’emploient déjà à répondre à cette dernière question. Ils étudient également la manière dont d'autres motifs et différentes couleurs contrastantes peuvent contribuer à réduire le risque d'atterrissage des taons.

La source:

Tim Caro, Yvette Argueta, Emmanuelle Sophie Briolat, Joren Bruggink, Maurice Kasprowsky, Le lac Jai, Matthew J. Mitchell, Sarah Richardson et Martin How (2019). Avantages des rayures zébrées: comportement des mouches tabanides autour des zèbres et des chevaux, PLoS ONE, 14 (2): e0210831 | doi: 10.1371 / journal.pone.0210831

Publié à l'origine à Forbes le 21 février 2019.