Comment les chenilles se transforment macabrement en papillons
La métamorphose de la chenille, d’un parasite à 12 pattes accroché à un arbre en un majestueux papillon volant, est une métaphore fréquente des transformations totales. Il s’agit vraiment d’un mécanisme fantastique développé par la nature, et pourtant, bien qu’elle puisse sembler fantastique de l’extérieur, cette transformation semble plutôt horrible au fond de la chrysalide. En bref, pour qu’une chenille se transforme en papillon, elle se digère à l’aide d’enzymes déclenchées par des hormones. Ensuite, des cellules dormantes (semblables à des cellules souches) se développent pour former les parties du corps du futur papillon. Alors vous pensiez que la puberté était méchante ? Attendez de lire la suite.
Une transformation difficile
Notre histoire commence avec une chenille affamée qui venait d’éclore d’un œuf. Très vite, la petite chenille (scientifiquement connue sous le nom de larve) se gave de feuilles, grandissant petit à petit. Lorsqu’elle est devenue trop grande pour sa peau, une hormone appelée ecdysone est libérée, indiquant à la larve de muer. Après avoir mué environ cinq fois, la larve cesse de se nourrir, se suspend à l’envers à une brindille ou à une feuille, puis se tisse un cocon soyeux ou se transforme en une chrysalide brillante. Ce processus est dirigé par la même hormone, l’ecdysone, mais cette fois-ci, elle agit en conjonction avec une autre hormone appelée hormone juvénile. C’est en fait l’absence de l’hormone juvénile qui déclenche le mécanisme de métamorphose.
L’hormone juvénile agit pour retarder la métamorphose pendant tout le stade larvaire. Elle agit en bloquant les gènes dans les disques imaginaires – de minuscules sacs de cellules en forme de disque qui se mettent en action lorsque la chenille s’enroule dans la chrysalide, pour finalement se transformer en antenne, œil, aile ou autre mors de papillon. L’hormone juvénile est donc essentielle à la survie de la chenille avant la métamorphose. En effet, lorsque la larve atteint sa dernière mue et commence sa métamorphose, des phénomènes étranges se produisent dans son corps. Les cellules des muscles, de l’intestin et des glandes salivaires de la larve sont digérées et servent de pièces de rechange au futur papillon. Chaque cellule est programmée pour s’autodétruire grâce à l’activation d’enzymes appelées caspases.
Les caspases détruisent les protéines de la cellule, libérant le matériel de base pour la fabrication du papillon. Sans l’hormone juvénile, cela aurait pu se produire à tout moment, tuant la chenille. Au lieu de cela, la nature a programmé l’hormone pour qu’elle diminue ses niveaux au moment idéal pour la métamorphose. Avec moins d’hormone juvénile, au lieu de provoquer une mue régulière, l’ecdysone pousse maintenant la chenille à se transformer en chrysalide. Une fois qu’une chenille a désintégré tous ses tissus à l’exception des disques imaginaires, ces derniers utilisent la soupe riche en protéines qui les entoure pour alimenter la division cellulaire rapide nécessaire à la formation des ailes, des antennes, des pattes, des yeux, des organes génitaux et de toutes les autres caractéristiques d’un papillon ou d’une mite adulte. Le disque imaginal de l’aile d’une mouche à fruits, par exemple, peut commencer avec seulement 50 cellules et passer à plus de 50 000 cellules à la fin de la métamorphose.
La métamorphose n’est cependant pas seulement une belle transformation physique. C’est une démonstration étonnante du mécanisme de l’évolution à l’œuvre. Les papillons et les chenilles n’ont pas seulement une apparence différente, ils se comportent aussi différemment. L’un vit dans les arbres, l’autre vole. Plus important encore, l’un mange des feuilles, et l’autre se nourrit uniquement de nectar. Il y a beaucoup de place pour que les deux espèces coexistent dans l’écosystème, car elles n’interfèrent pas avec leurs stocks de nourriture respectifs. C’est génial !
Inside the cocoon
Malheureusement, il existe peu d’images qui montrent la métamorphose à l’œuvre. L’incroyable photo présentée ci-dessus a été prise par Michael Cook, qui a réussi à attraper ce silkmoth de Tussah (Antheraea penyi) dans une position rare – lors d’une tentative ratée de filer son cocon. Vous pouvez voir les ailes, les antennes et les pattes délicates et translucides de couleur jade d’une chrysalide qui n’est pas encore devenue un papillon de nuit adulte – un aperçu de ce qui reste habituellement caché dans le cocon.
Heureusement, nous vivons au 21e siècle. Grâce aux techniques d’imagerie modernes, comme le scanner, nous pouvons jeter un coup d’œil à l’intérieur du cocon sans perturber ce processus extrêmement délicat. La vidéo ci-dessous a été tournée par des scientifiques travaillant au Musée d’histoire naturelle de Londres.