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Si vous voyez un papillon se poser sur une brindille, un coléoptère qui tremble autour d'un tronc d'arbre ou une fourmi qui marche au sol, vous vous demandez peut-être ce qu'il fait quand vous ne regardez pas. D'où vient-il et où va-t-il?

Les scientifiques font toutes sortes de choses pour tenter de comprendre le quotidien des individus et des groupes du règne animal, souvent en essayant de suivre le chemin parcouru à distance. Ils fixent des colliers GPS aux éléphants, fixent des accéléromètres aux gelées de la lune et équipent les oiseaux d'émetteurs satellites ou de bandes de couleurs. Ces données peuvent constituer une fenêtre sur l'aire de répartition d'une espèce, son régime alimentaire et son comportement éclairant, par exemple, si les chats sauvages australiens déciment la faune locale ou le degré de fonte des glaces par les ours polaires.

Parmi ces animaux, les insectes ne sont pas les collaborateurs scientifiques les plus disposés. De petite taille et de courte durée, ils ne sont pas vraiment conçus pour contenir des outils de suivi que nous pourrions utiliser (en supposant que nous puissions les trouver du tout). Pour les entomologistes, les ingénieurs et les autres scientifiques, il vaut la peine de se faire une idée de la vue d'un œil d'insecte. Le marquage et le suivi des insectes permettent de mieux comprendre tout, des migrations de masse au comportement des colonies, en passant par leur appétit destructeur pour les arbres et les cultures. Voici trois exemples de la façon dont les chercheurs ont essayé d’attacher des insectes et de ce qu’ils ont appris en cours de route..

Les papillons monarques

Les papillons monarques ne supportent pas le froid. Alors que l'été tourne à l'automne, les papillons prennent la route. Aux États-Unis et au Canada, l’ouest des montagnes Rocheuses se rend en Californie pour se percher dans les bosquets côtiers. À l'est des montagnes, ils se dirigent vers le Mexique. Certains de ces insectes voltigent plus de 3000 km et reviennent sur les dortoirs de leurs ancêtres. Plus d’un milliard de monarques descendent chaque année dans les forêts de montagne du Mexique. Dans les réserves d’El Rosario et de la Sierra Chincua, dans le Michoacán, ils recouvrent les branches de Abies religiosa, ou des sapins sacrés, comme le shag orange et noir.

Pour cartographier les itinéraires des papillons et déterminer leur nombre, les naturalistes les taguent peu de temps après leur sortie de leurs chrysalides. Le parc provincial Rondeau, dans le sud-ouest de l'Ontario, au Canada, accueille un festival annuel de marquage. D'innombrables monarques pondent leurs œufs chaque été sur des plantes d'asclépiades situées près des rives du lac Érié. Chaque automne, naturalistes et bénévoles s'efforcent d'intercepter près de 1 000 d'entre eux, d'apposer un autocollant sur chacun d'eux et de le renvoyer..

Le marquage se produit dans les dunes de sable, les marais et les jardins dispersés, où les papillons se posent sur l’herbe rosée Joe-Pye ou l’étoile filante. «Comme les [monarques] ne se déplacent pas en groupes comme les oiseaux, la migration est un flux constant dans notre parc sur une période de deux ou trois mois», explique Caitlin Sparks, interprète principale. Ils peuvent ne pas atteindre les densités qu’ils rencontrent au Mexique, mais, dit Sparks, «ils dorment ensemble la nuit en groupe, dans les branches des arbres, ce qui est un spectacle magique."

Le parc participe à un programme mené par Monarch Watch, un projet de l'Université du Kansas. Les balises du programme sont minuscules - environ le diamètre de la gomme sur un crayon et léger. Lorsque les monarques produisent des fleurs, les volontaires les recouvrent de filets à mailles coniques. Les insectes volent instinctivement vers la pointe. Monarch Watch recommande au tagueur humain d’utiliser délicatement son pouce et son index pour coller une étiquette sur la cellule discale en forme de moufle de l’aile du papillon. Ceci est proche du centre de gravité de l'insecte, donc il ne les jettera pas. Chaque étiquette est marquée avec une adresse électronique, un numéro de téléphone et un code unique de trois lettres et trois chiffres. Les tagueurs utilisent un tableur pour enregistrer les papillons qu’ils rencontrent. L'espoir est que quelqu'un d'autre utilise ce code pour identifier le papillon de l'autre côté du voyage.

Il a fallu des années pour arriver à la simplicité et au placement de la balise. Dans un premier temps, Monarch Watch a imité une stratégie des années 1970, dans laquelle les chercheurs ont frotté les écailles pour créer un espace où les étiquettes rectangulaires pourraient adhérer. Lorsque Chip Taylor, directeur du programme et professeur émérite d'écologie à l'Université du Kansas, a essayé cette approche en 1992, il a constaté que les monarques étaient mutilés. "Trop d'ailes ont été cassées en train de frotter les écailles, et ensuite vos papillons sont morts, n'est-ce pas?" Puis il a essayé une petite étiquette sur le dessous des ailes arrière. Ceux-ci sont venus avec de petites bouteilles d'adhésif, mais les volontaires n'ont pas pu déterminer exactement quelle quantité utiliser. (Il a été rapporté que des papillons étaient collés à l'herbe, au trottoir ou aux doigts.) L'équipe a adopté l'approche actuelle en 1997..

Monarch Watch collabore avec des experts locaux au Mexique, mais les données qu’ils acquièrent ne permettent pas de brosser un tableau complet. L'objectif est que les agriculteurs locaux collectent les étiquettes des papillons se déplaçant dans les montagnes et les conservent jusqu'à ce que les équipes de Monarch Watch arrivent pour les récupérer. (Monarch Watch paie des frais de recherche de 5 USD pour chaque étiquette récupérée.) Le rapport entre les étiquettes récupérées et celles apposées est encore faible. Sur les 1,4 million qui ont été apposés sur des monarques au cours des deux dernières décennies, l’équipe ne dispose de données que sur environ 14 000.

Mais le travail continue. «Nous voulons apprendre quelque chose sur la migration, son flux complet et ses variations d’une année à l’autre», déclare Taylor. Le suivi de ces dynamiques pourrait aider les chercheurs à comprendre où les papillons sont en train d'éclore et à orienter les efforts de conservation dans ces habitats, qui disparaissent dans le Midwest américain. Cela pourrait également élucider la relation entre climat et migration. Cette année, qui a connu une vague de chaleur clémente dans le Midwest, explique Taylor, "la migration a pris beaucoup de retard."

Cendres d'Emeraude

Ces coléoptères irisés, originaires d’Asie et aussi connus sous le nom de Agrilus planipennis, ont été détectés pour la première fois en Amérique en 2002, quand ils se sont retrouvés dans le Michigan. Les chercheurs soupçonnent qu'ils avaient passé du temps avant que quiconque ne s'en aperçoive - mais lorsque nous l'avons fait, les choses ont commencé à se détériorer rapidement. Les coléoptères ont un goût pour 16 espèces de frênes et sont accusés d’en avoir détruit des millions dans 30 États. Les signes d'infestation comprennent des membres dénudés, une ramification inhabituelle du tronc et des fissures profondes dans l'écorce. Les chercheurs savent qu'au début de l'été, les coléoptères se frayent un chemin à travers des trous qui ressemblent un peu aux yeux de chat.

Ce qu’ils feront ensuite, c’est ce que Deborah McCullough a voulu comprendre. Un entomologiste forestier du Collège des ressources naturelles de la Michigan State University, McCullough a déjà élevé des charges de ces coléoptères et les a marqués avec de petites touches de peinture non toxique. (Une approche connexe, qui a gagné du terrain dans les années 1960, consistait à marquer des millions de nuisibles des cultures notoires avec des traces de poussière fluorescente.)

Le travail de McCullough a heurté un gros problème. «Une fois que nous les avons libérés, nous ne les avons plus jamais revus», dit-elle. "Ces scarabées volent vraiment bien et il n'y a pas de bons attractifs ni de méthodes pour les piéger." Le résultat? «Beaucoup de temps et d’efforts, pas de données.» McCullough connaît un autre projet qui a essayé une approche similaire avec de minuscules fils d’émetteur. Celle-ci a également décroché, dit-elle, sans jamais parvenir à l'état sauvage. «Les coléoptères sont bien trop petits pour transporter quelque chose», dit McCullough, «même s'il ne s'agit que d'un tout petit fil.»

Il y a encore beaucoup à apprendre sur l'endroit où les coléoptères vont, et quand et pourquoi. Jusqu'ici, au moins, le suivi ne semble pas être la solution. Dans le but de cerner les coléoptères au moins, le Département américain de l’agriculture insiste sur la limitation du mouvement du bois de chauffage, car ils infestent souvent les ballots. L'agence recommande d'acheter du bois de chauffage local et de brûler tout le tas.

Les termites

Kirstin Petersen, actuellement ingénieur à la Cornell University, travaille dans le domaine de l'intelligence collective incarnée. L'idée est que les acteurs - dans son cas, les petits robots - peuvent effectuer des tâches très efficacement en tant que groupe lorsqu'ils collaborent et répondent à des informations sensorielles. Dans le monde des insectes, il y a une espèce qui a déjà tout cela. Alors, il y a quelques années, elle a pensé qu'elle ferait mieux de regarder de plus près les termites.

Petersen était déjà entrée dans la littérature existante sur le comportement des termites, mais elle n'avait pas vu une colonie en action, de près. Ainsi, à l'époque où elle était étudiante diplômée, elle et ses collaborateurs ont emmené un entomologiste en Namibie, où ils ont été émerveillés par les énormes monticules de Seussian construits par les colonies de termites, avant de décider de la meilleure façon de déterminer ce qui se passait à l'intérieur..

L’équipe a installé des pièges, puis a déplacé les insectes dans une boîte de Pétri. Au laboratoire, les termites étaient faciles à voir, mais les marquer était un travail fastidieux. Et les termites, qui sont habitués à être occupés, semblaient être léthargiques, quelque chose que le long temps nécessaire pour les marquer a encore aggravé. "Leur comportement se détériore plus ils sont loin du monticule", dit Petersen.

L'équipe a donc trouvé un moyen de suivre les termites en utilisant les marques qu'ils ont déjà. Avec un logiciel semi-automatisé, ils se sont concentrés sur le point le plus lumineux de l'abdomen d'un insecte, puis l'ont utilisé pour suivre le comportement de l'individu. Ils ont monté une caméra et mesuré le mouvement de chaque termite d'une image à l'autre (avec vérification ultérieure par des humains). Cette approche a réduit le temps pratique. Les marquer manuellement aurait pris des semaines, dit Petersen. Le logiciel a fonctionné en quelques heures. En outre, "nous ne serions pas aux prises avec des termites fatigués", ajoute-t-elle..

Petersen a vu qu'il y avait beaucoup de variété dans la manière dont les termites spécifiques passaient leurs journées. «Certains étaient des explorateurs, d'autres à domicile, s'occupant de la maintenance», dit-elle. Ce type de variation peut également être intégré dans les colonies de robots. Supposons que les robots construisent un bâtiment. Ils auraient peut-être intérêt à avoir un peu de latitude pour faire leur travail et à exécuter différentes tâches de différentes manières. «Au lieu de leur demander de construire selon un plan, nous pouvons le faire comme les termites», explique Petersen, en leur donnant des paramètres généraux, tels que spécifier qu'une cuisine doit être proche d'une salle de bain, par exemple, ou que les escaliers appartiennent près d'un ascenseur.

Avec ses collaborateurs à Cornell, Petersen regarde maintenant vers le ciel et développe une méthode de marquage des abeilles avec des capteurs thermiques afin de cartographier leurs tactiques de recherche de nourriture. «Les ingénieurs ont beaucoup à apprendre des biologistes du comportement», dit-elle. "Et ce qu'ils apprennent de la nature."