Le papillon de nuit poivré (Biston botularia ) est un membre discret de la famille des Geometridae, une espèce volant de nuit dont on pense qu’elle passe ses journées à se reposer camouflée parmi les lichens qui poussent sur les troncs d’arbres. La forme prédominante de ce papillon de nuit a des ailes blanches, « poivrées » de taches ou de lignes noires peu marquées, parfaites pour se fondre dans l’environnement de l’écorce des arbres. Une variante moins courante, la carbonaria, est un papillon de nuit aux ailes noires, dont le changement de couleur est dû à une augmentation du taux de mélanine (pigment noir). Le papillon de nuit poivré a fini par jouer un rôle important dans deux histoires importantes de la science.
En 1859, le naturaliste britannique Charles Darwin a proposé une théorie de l’évolution dans son livre Sur l’origine des espèces. Il a fondé sa théorie sur trois observations qu’il a faites en recueillant des données sur les plantes et les animaux au cours d’un voyage de cinq ans autour du monde à bord du navire de recherche Beagle : les êtres vivants varient, ils peuvent transmettre leurs caractéristiques et ils sont impliqués dans une lutte pour la survie qui favorise les mutations génétiques mieux adaptées à leur environnement.
Les archives fossiles sont pleines de ce qui semble être des changements graduels d’un squelette minéralisé à l’autre, traçant l’évolution des espèces. Le seul problème avec la théorie de Darwin était qu’il n’y avait aucune preuve de la sélection naturelle en action. Puis, au milieu des années 1800, un phénomène s’est produit qui semblait prouver de manière indiscutable la sélection naturelle. Un petit papillon de nuit appelé papillon poivré, commun aux forêts britanniques, a subi des changements de couleur spectaculaires avec l’avènement des cieux assombris par la pollution. Au fur et à mesure que la révolution industrielle progressait en Grande-Bretagne, recouvrant les villes et les campagnes de suie, noircissant les troncs d’arbres et tuant les lichens, la variété mélanique, ou noire, du papillon de nuit a augmenté en nombre et la variété poivrée d’origine a pratiquement disparu. Les photographies des deux types de papillons de nuit sur l’écorce d’arbres propres et couverts de suie ont démontré de façon spectaculaire le pouvoir du camouflage, et les expériences ont clairement montré que les oiseaux préféraient les papillons de nuit non camouflés lorsqu’ils avaient le choix. Le mélanisme industriel est le nom donné à cet exemple d’adaptation évolutive à l’air enfumé.
Dans les années 1950, le biologiste H. B. D. Kettlewell, de l’Université d’Oxford, a élevé des papillons de nuit poivrés en laboratoire et en a relâché près de mille dans des bois pollués et non pollués. Lorsque les papillons ont été recapturés plusieurs nuits plus tard, on a constaté une corrélation claire entre le nombre de papillons noirs dans les bois sombres et le nombre de papillons blancs dans les bois propres. Kettlewell a également libéré des centaines de papillons sur l’écorce d’arbres sombres et clairs à l’aube et a photographié des oiseaux mangeant les espèces les plus visibles. Il a conclu : « Les effets de la sélection naturelle sur le mélanisme industriel pour le crypse (camouflage) dans de telles zones ne peuvent plus être contestés. Les oiseaux agissent comme des agents sélectifs, comme le postule la théorie de l’évolution. Si Darwin avait observé le mélanisme industriel, il aurait vu l’évolution se produire non pas en milliers d’années mais en milliers de jours. » (Holdrege 1999, p. 66) Dans les années 1970, après l’adoption d’une législation qui a permis d’assainir l’air, la population de papillons sombres a diminué et les papillons clairs ont fait un retour spectaculaire. Cela semblait fournir la preuve de la sélection naturelle.
Aussi au cours des années 1970, des preuves surprenantes ont été introduites par le biologiste britannique Cyril Clarke qui remettaient en question certaines des recherches précédentes impliquant la mite poivrée. En vingt-cinq ans d’étude de la mite poivrée, Clarke n’en a trouvé que deux à la lumière du jour. La pyrale est notoirement difficile à localiser et, en fait, personne ne sait où elle vit le jour, mais elle ne se trouve certainement pas sur les troncs inférieurs des arbres. La mite poivrée est nocturne et ses principaux prédateurs sont les chauves-souris. Tous les papillons de nuit expérimentés ont été collectés dans des pièges la nuit et beaucoup de ceux qui ont été mangés sur les troncs d’arbres ont été collés aux arbres où ils ont été trouvés par des oiseaux opportunistes. Ceux qui n’avaient pas été collés avaient été relâchés tôt le matin, au moment où ils s’endormaient généralement sur l’écorce. Une autre confusion de la recherche antérieure a été la découverte qu’une augmentation de la variété poivrée originale autour de Liverpool et de Détroit, Michigan, s’est produite malgré aucune augmentation des lichens sombres supposés être leur cachette.
L’histoire de la recherche sur la mite poivrée est un rappel de la force avec laquelle les gens voient ce qu’ils cherchent. Les expériences de terrain de Kettlewell ont montré que les oiseaux se nourrissent de papillons de nuit libérés sur les troncs d’arbres de manière préférentielle en fonction du degré de camouflage. Comme les papillons de nuit ne se trouvent normalement pas sur les troncs d’arbres inférieurs pendant la journée, cette expérience a créé, comme toutes les expériences, une situation artificielle et a ensuite semblé prouver une hypothèse. Certains spécialistes de l’évolution, comme Stephen Jay Gould, sont très critiques à l’égard du manque de volonté des chercheurs d’envisager d’autres concepts. Si Kettlewell n’avait pas été aussi convaincu de la véracité de la prédation par les oiseaux, il aurait peut-être été plus disposé à remettre en question ses résultats. Lorsque les scientifiques acceptent sans critique une certaine théorie, il existe un réel danger de voir ce que l’on croit et de transformer la science en dogme. La connaissance dogmatique, qui enseigne ce qui n’est qu’une opinion comme un fait absolu, est l’antithèse du principe de base de la science, à savoir l’observation et le questionnement.
Le biologiste Craig Holdrege pense qu’au lieu d’utiliser les expériences comme un moyen de prouver ou de réfuter une idée, les scientifiques pourraient en venir à les considérer comme un moyen d’interagir avec les phénomènes. Pour que la science reste vivante, les scientifiques doivent se souvenir d’être conscients de leurs propres idées préconçues et se méfier de tirer des conclusions générales d’un événement spécifique et artificiel. Les expériences aident les scientifiques à clarifier leurs idées et à formuler de nouvelles questions. En tant que telles, elles constituent davantage un point de départ qu’une fin. L’histoire de la mite poivrée souligne la nécessité d’une observation de base de l’histoire naturelle beaucoup plus poussée, aussi difficile soit-elle. Où la mite se repose-t-elle le jour ? Sur quelle distance vole-t-il ? Que mangent les larves et le mélanisme pourrait-il être l’effet d’un changement dans le régime alimentaire des larves ?
La teigne poivrée nous rappelle que la science est un processus évolutif. La vitalité vient du fait de douter des dogmes conventionnels, de faire de nouvelles observations et de penser avec originalité. La science est une exploration et un renouvellement permanents des idées. Tout comme les hypothèses de Darwin ont ajouté à la richesse de la pensée scientifique, l’histoire de la mite poivrée est un excellent professeur de l’évolution du processus scientifique.
voir aussi Camouflage ; Variation génétique dans une population ; Reproduction sélective.
Nancy Weaver
Bibliographie
Burton, Dr. Maurice, et Robert Burton, eds. Encyclopédie internationale de la vie sauvage, vol. 13. New York : Marshall Cavendish, 1969.
Holdrege, Craig. « Le cas de l’illusion de la mite poivrée ». Whole Earth Spring (1999):66.