La raison surprenante pour laquelle les insectes tournent autour des lumières la nuit : ils perdent la trace du ciel
C'est une observation aussi ancienne que les humains se réunissant autour d'un feu de camp : la nuit, la lumière peut attirer une foule d'insectes qui tournent en rond de manière erratique. Dans l'art, la musique et la littérature, ce spectacle est une métaphore durable des attractions dangereuses mais irrésistibles. Et observer leurs mouvements frénétiques donne vraiment le sentiment que quelque chose ne va pas – qu'au lieu de trouver de la nourriture et d'échapper aux prédateurs, ces pilotes nocturnes sont piégés par une lumière.
Malheureusement, des siècles d'observation de ce qui se passe n'ont pas permis de savoir avec certitude pourquoi cela se produit. Comment une simple lumière transforme-t-elle des navigateurs rapides et précis en captifs impuissants et voltigeants ? Nous sommes des chercheurs qui étudient le vol, la vision et l'évolution, et nous avons utilisé des techniques de suivi à grande vitesse dans des recherches récemment publiées pour apporter une réponse. https://www.youtube.com/embed/FxNRDxlVyxk?wmode=transparent&start=0 La raison pour laquelle les insectes volent autour de la lumière vous surprendra.
Des mites vers une flamme ?
De nombreuses explications anciennes de ce comportement hypnotique n’ont pas encore été pleinement vérifiées. Une première hypothèse était que les insectes pourraient être attirés par la chaleur d’une flamme. C’était intéressant, car certains insectes sont réellement pyrophiles : ils sont attirés par le feu et ont évolué pour tirer parti des conditions des zones récemment brûlées. Mais la plupart des insectes qui se trouvent près d’une lumière ne font pas partie de cette catégorie, et les lumières froides les attirent plutôt bien.
Une autre théorie était que les insectes étaient simplement attirés directement par la lumière, une réaction appelée phototaxie. De nombreux insectes se déplacent vers la lumière, peut-être pour échapper à un environnement sombre ou encombrant. Mais si c'était l'explication des groupes autour d'une source de lumière, on pourrait s'attendre à ce qu'ils se heurtent directement à la source. Cette théorie n'explique pas grand-chose à ce comportement de rotation sauvage.
Une autre hypothèse était que les insectes pourraient confondre une lumière proche avec la Lune, en essayant d'utiliser la navigation céleste. De nombreux insectes se réfèrent à la Lune pour maintenir leur cap la nuit.
Cette stratégie repose sur la façon dont les objets à grande distance semblent flotter sur place lorsque vous vous déplacez le long d'une trajectoire rectiligne. Une Lune stable indique que vous n'avez pas fait de virages involontaires, comme vous pourriez le faire si vous étiez secoué par une rafale de vent. Les objets plus proches, en revanche, ne semblent pas vous suivre dans le ciel mais dérivent derrière vous lorsque vous passez.
Selon la théorie de la navigation céleste, les insectes s'efforçaient de maintenir cette source lumineuse stable, en tournant brusquement dans une tentative infructueuse de voler en ligne droite. Une idée élégante, mais ce modèle prédit que de nombreux vols se dérouleront en spirale vers l'intérieur jusqu'à une collision, ce qui ne correspond généralement pas aux orbites que nous observons. Alors, que se passe-t-il vraiment ?
Tournant le dos à la lumière
Pour examiner cette question en détail, nous et nos collègues avons capturé des vidéos à haute vitesse d'insectes autour de différentes sources de lumière pour déterminer avec précision les trajectoires de vol et les postures corporelles, à la fois dans le laboratoire de l'Imperial College de Londres et sur deux sites de terrain au Costa Rica, le CIEE et la Estación Biológica. Nous avons constaté que leurs schémas de vol ne correspondaient à aucun modèle existant.
En fait, une large bande d'insectes pointait constamment le dos vers les lumières. Il s'agit d'un comportement connu appelé réponse dorsale à la lumière. Dans la nature, en supposant que plus de lumière descend du ciel que du sol, cette réponse aide à maintenir les insectes dans la bonne orientation pour voler. https://www.youtube.com/embed/qECYfEN70qs?wmode=transparent&start=0 La lumière artificielle la nuit interrompt les schémas de vol normaux des insectes. Cette vidéo de compilation montre un motif comportemental en orbite dans lequel les insectes tournent autour de la lumière.
Mais le fait de pointer le dos vers des lumières artificielles proches modifie leur trajectoire de vol. Tout comme les avions s'inclinent pour tourner, roulant parfois jusqu'à ce que le sol semble presque droit devant votre fenêtre, les insectes qui s'inclinent tournent également. Lorsque leur dos s'oriente vers une lumière proche, l'inclinaison qui en résulte les fait tourner autour de la lumière, en tournant mais en entrant rarement en collision.
Ces trajectoires orbitales ne sont qu'un des comportements que nous avons observés. Lorsque les insectes volaient directement sous une lumière, ils se cambraient souvent vers le haut lorsque celle-ci passait derrière eux, en gardant le dos tourné à l'ampoule jusqu'à ce que, volant finalement tout droit vers le haut, ils décrochent et tombent dans les airs. Et plus frappant encore, lorsqu'ils volaient directement au-dessus d'une lumière, les insectes avaient tendance à se retourner, tournant à nouveau le dos à la lumière, mais s'écrasant ensuite brusquement.
Pourquoi avoir une réponse lumineuse dorsale ?
Même si la lumière nocturne peut nuire à d’autres animaux – par exemple en détournant les oiseaux migrateurs vers les zones urbaines –, les animaux de plus grande taille ne semblent pas perdre leur orientation verticale. Alors pourquoi les insectes, le groupe d’espèces volantes le plus ancien et le plus riche en espèces, dépendent-ils d’une réponse qui les rend si vulnérables ?
Cela peut être lié à leur petite taille. Les animaux de plus grande taille peuvent ressentir directement la gravité grâce à des organes sensoriels attirés par son accélération, ou n'importe quelle accélération. Les humains, par exemple, utilisent le système vestibulaire de notre oreille interne, qui régule notre sens de l'équilibre et nous donne généralement une bonne idée de la direction vers le bas.
Mais les insectes n'ont que de petites structures sensorielles. Et surtout lorsqu'ils effectuent des manœuvres de vol rapides, l'accélération ne leur donne qu'une faible indication de la direction du sol. Ils semblent plutôt miser sur la luminosité du ciel.
Avant l'éclairage moderne, le ciel était généralement plus lumineux que le sol, de jour comme de nuit, ce qui fournissait un repère assez fiable pour un petit insecte actif espérant garder une orientation stable. Les lumières artificielles qui sabotent cette capacité, en incitant les insectes à voler en cercles, sont relativement récentes.
Le problème croissant de l'éclairage nocturne
À mesure que les nouvelles technologies se répandent, les lumières qui envahissent la nuit prolifèrent plus rapidement que jamais. Avec l'introduction de LED bon marché, lumineuses et à large spectre, de nombreuses zones, comme les grandes villes, ne connaissent jamais la nuit noire.
Les insectes ne sont pas les seuls à être touchés. La pollution lumineuse perturbe les rythmes circadiens et les processus physiologiques d'autres animaux, plantes et humains, avec souvent de graves conséquences sur la santé.
Mais les insectes coincés autour d'une lumière semblent être les plus touchés. Incapables de se nourrir, facilement repérés par les prédateurs et sujets à l'épuisement, beaucoup meurent avant l'aube.
En principe, la pollution lumineuse est l’un des problèmes les plus faciles à résoudre, souvent en appuyant simplement sur un interrupteur. Limiter l’éclairage extérieur à une lumière chaude, utile et ciblée, pas plus intense que nécessaire et pas plus longtemps que nécessaire, peut grandement améliorer la santé des écosystèmes nocturnes. Et les mêmes pratiques qui sont bénéfiques pour les insectes aident à restaurer la vue sur le ciel nocturne : plus d’un tiers de la population mondiale vit dans des zones où la Voie lactée n’est jamais visible.
Bien que les insectes tournant autour d'une lumière soient un spectacle fascinant, il est certainement préférable pour les insectes et les avantages qu'ils procurent aux humains que nous laissions la nuit sans lumière et que nous les laissions vaquer aux activités qu'ils accomplissent si magistralement sous le ciel nocturne.
Samuel Fabian, chercheur postdoctoral en bio-ingénierie, Collège impérial de Londres; Jamie Theobald, professeur associé de sciences biologiques, Université internationale de Florideet Yash Sondhi, chercheur postdoctoral associé en entomologie, Mcguire Center for Lepidoptera & Biodiversity, Florida Museum of Natural History, Université de Floride
