Les insectes et leurs ailes colorées sous la transparence

Mosaïques : FocusScience

samedi 26 mars 2011

Je me rappelle des cours de la fac, en licence, où je devais examiner des mouches à vinaigre sur fond blanc au microscope. Non seulement, c’était moche à voir mais en plus je m’en battais royalement comme de la couche culotte de mémé. Les ailes, encore moins intéressant. Y’a bien des nervures mais c’est transparent et mon œil ne s’y attardait pas. C’est ainsi que les entomologistes procèdent : examiner de près les insectes sur un fond blanc et lumineux. Ils ont bien remarqué de temps à autre des irisations mais c’était joli et pareil ils ne s’y attardaient pas.

Nervures des ailes d'un insecte
[Source image]

Tout allait donc pour le mieux dans ce bel petit monde. Jusqu’au jour où une équipe de recherche de l’Université de Lund, en Suède, chamboule tout. Ils ont montré qu’en les observant sur un fond noir, les ailes des insectes se parent de motifs colorés très variés et stables, quel que soit l’angle du point de vue. Encore plus forts : ces motifs varient peu au sein d’une même espèce. Du coup, il devient possible de distinguer deux espèces d’insectes, bien que très ressemblants, par le motifs de leurs ailes.


[Source image : lien cassé]

Comment expliquer ces couleurs ? Par l’interférence de deux ondes lumineuses. La membrane des ailes est constituée de deux très fines couches de chitine (jusqu’à un tiers de micromètre d’épaisseur). La chitine est une protéine qui constitue l’exosquelette des insectes. Lorsque des rayons lumineux arrivent sur cette surface, 80 % traversent l’aile tandis que 20% sont reflétées par la chitine. Ces 20% de lumière sont elle-même la superposition de deux ondes lumineuses : l’une réfléchie par la face supérieure de l’aile et l’autre par sa face inférieure. Il y a alors interférence, c’est-à-dire une superposition des deux ondes. Cette superposition est soit constructive (addition de deux ondes), soit destructive (annulation de deux ondes).


[Source image]

L’interférence des ondes est liée à l’épaisseur et la morphologie de la membrane des ailes. Or, ce sont des critères constants en fonction de l’espèce et de son sexe. Voici la cause des motifs de couleur stable selon les espèces. Il est intéressant de noter que c’est également propre au sexe. Les couleurs observées serviraient alors « d’information sexuelle » favorisant l’accouplement (ou pas), au même titre que la roue du paon que le mâle déploie pour séduire la femelle. Ou encore constituer un mode de communication, sachant que le rouge, indétectable pour beaucoup d’insectes, est justement absent de la palette présentée. A vérifier !

Ces motifs de couleur sont baptisés, en anglais, WIP pour « wing interference patterns ». Vous trouverez toutes les couleurs possibles qui étaient inimaginables jusqu’à maintenant. Il y a même l’article scientifique dont vous pouvez télécharger ci-dessous. C’est assez rare pour être noté : cet article peut être lu par tout le monde !

Stable structural color patterns displayed
on transparent insect wings

Au fond, j’aime cette découverte parce qu’elle a un peu le fruit du hasard. Les entomologistes avaient pris pour habitude d’examiner les insectes, soit punaisés sur un fond blanc, soit sur un fond lumineux imbibé d’alcool ou noyés dans une substance huileuse. Or, il faut que le fond soir noir mais aussi que l’animal soit vivant ou sec. Et comment cette équipe de recherche a été amenée à changer leurs habitudes ? On ne sait pas trop… Ils regardaient leur bestiole et d’un coup, ils remarquent quelque chose et au lieu de mettre de côté, ils l’examinent de plus près et pof voilà la découverte ! Comme quoi, changer son regard sur son objet d’études n’est pas une chose aisée et un peu d’opacité de temps en temps ne fait pas du mal.

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2 Pierrot ont pris leur plume. Et toi ?

  1. Escher

    Hum hum…

    Je suis pas d’accord avec le graphique donné dans l’article de wikiversity (concernant la flèche montrant l’interférence destructives, je crois que c’est plutôt lorsque la courbe rouge croise le niveau zéro, soit sur la ligne entre les carreaux 3 et 4, que se situent les interférences destructives) je préfèrerais donc celui fourni juste en dessous

    Ceci dit mes cours d’ondulatoires sont bien loin, et les cosinus et exponentielles sous ces formes complexes n’ont jamais été mon fort, donc je dirais que ça demande confirmation.

    jeudi 31 mars 2011 à 21 h 57 min
  2. Escher

    Haaa! Voooiiiilà!

    On peut lire dans cet article la chose suivante :

    « If a crest of a wave meets a crest of another wave at the same point then the crests interfere constructively and the resultant crest wave amplitude is increased; similarly two troughs make a trough of increased amplitude. If a crest of a wave meets a trough of another wave then they interfere destructively, and the overall amplitude is decreased. »

    Traduction pour les non anglophone :
    « Si la crête d’une onde rencontre la crête d’une autre onde au même point, alors l’interférence sera constructive donc l’amplitude de la crête résultante sera plus grande; de la même manière, deux creux donneront un creux d’amplitude plus grande. Si le creux d’une onde rencontre la crête d’une autre onde alors l’interférence sera destructrice et l’amplitude finale sera plus faible »

    Donc on s’intéressera à la phrase « deux creux donneront un creux d’amplitude plus grande » qui appartient à la catégorie interférence constructrice et non destructrice comme sur l’illustration…

    Reste plus qu’à faire modifier la source…

    jeudi 31 mars 2011 à 22 h 40 min

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