Les papillons comptent parmi les organismes les plus colorés du monde vivant. Les couleurs des papillons, loin d’être simplement décoratives, résultent d’un long processus d’évolution assurant leur survie. Or, le réchauffement climatique fait peser un risque important sur les couleurs des papillons de jour les plus vives, menaçant à terme la disparition progressive des espèces les plus colorées. Comprendre l’origine des couleurs des papillons, c’est aussi comprendre comment le climat redessine, sous nos yeux, la carte des espèces en Europe.
L’origine des couleurs des papillons
Alors que les papillons de nuit sont de couleur terne (gris, blanc ou marron, avec parfois du rouge), les papillons de jour présentent une multitude de couleurs. Chaque espèce de papillon possède une couleur dominante (jaune, orange, bleu, blanc, brun, gris, noir) qui permet de la distinguer et de l’identifier.
Une aile de papillon est formée de deux membranes qui se développent de façon indépendante avant de s’accoler : l’une constitue la face ventrale de l’aile, l’autre la face dorsale. Sur chaque face, ventrale et dorsale, deux couches d’écailles sont superposées.
La couleur des ailes des papillons vient de ces minuscules écailles. Le nom scientifique des papillons, « lépidoptères », signifie d’ailleurs « ailes à écailles ». Lorsqu’on touche les ailes d’un papillon, les écailles se détachent et sont si fines qu’elles ressemblent à de la poudre. Le fait de toucher les ailes d’un papillon et de lui faire perdre ses écailles ne le tue pas et ne l’empêche pas de voler, les écailles étant posées sur une fine membrane qui autorise le vol à elle seule. En revanche, cela le rend plus vulnérable.
Les couleurs des papillons s’expliquent par :
- l’existence d’un ou plusieurs pigments dans les écailles (mélanines à la base des couleurs noires, grises, beiges, brunes et rousses ; ptérines à la base des rouges, oranges, jaunes et des couleurs fluorescentes bleues, jaune vert, violettes ou orangées) ;
- un phénomène lumineux d’iridescence sur les écailles, la couleur variant selon l’angle d’observation, les interférences lumineuses ou la diffraction ;
- la combinaison des deux : pigments et phénomène lumineux.
Généralement, la couleur de la face ventrale est due aux pigments, et celle de la face dorsale aux pigments, à un phénomène lumineux, ou parfois aux deux à la fois.
À quoi servent les couleurs des papillons ?
La coloration a de multiples fonctions :
- le camouflage : il permet de se fondre dans l’environnement et de ne pas attirer l’attention des prédateurs ; c’est le cas de Calledapteryx dryopterata, que l’on distingue difficilement d’une feuille sèche (on dit qu’il est cryptique), ou du papillon polygone, expert du camouflage : immobile sur la litière, les ailes relevées, il se confond avec les feuilles, les ombres et les ramilles, le rendant pratiquement invisible.
- l’effet de surprise : certains papillons aux couleurs ternes au repos ont des ailes très colorées sur la face extérieure qui, une fois déployées, surprennent les prédateurs et donnent le temps au papillon de s’enfuir (la lichénée) ; d’autres ont des ocelles, taches arrondies sur les ailes qui ressemblent à des yeux de mammifères et surprennent les prédateurs (Aglais io, le paon-du-jour, ou les papillons hiboux).
- l’avertissement : avec ses couleurs orange et noir, le monarque se remarque de loin, mais la plupart des prédateurs l’évitent : il utilise cette coloration vive pour avertir qu’il n’est pas consommable, en raison des toxines qu’il contient.
- la reconnaissance entre papillons de la même espèce : les écailles colorées permettent aux mâles et aux femelles de se repérer facilement chez les papillons de jour. Les femelles semblent d’ailleurs préférer les mâles aux couleurs flamboyantes, la coloration de la femelle permettant au mâle de la reconnaître.
- l’absorption de chaleur : les papillons, animaux à sang froid, ont acquis la faculté d’élever leur température corporelle en s’exposant au soleil. Les couleurs plus foncées absorbent mieux la chaleur que les plus pâles, ce qui explique pourquoi la proportion de papillons foncés est en général plus élevée à haute altitude ou dans les régions polaires que dans les régions chaudes ou de basse altitude.
L’éclaircissement des couleurs des papillons sous l’effet du climat
À l’échelle du continent européen, les papillons aux couleurs foncées sont localisés au nord, dans les pays où les températures sont froides, tandis que ceux aux teintes claires évoluent dans le sud, inondé de soleil. La hausse des températures favorise l’expansion des papillons aux couleurs claires, mieux adaptés aux climats chauds car emmagasinant moins de chaleur.
Cette évolution des couleurs des papillons a été mise en évidence par une étude menée par l’écologue Dirk Zeuss et son équipe de l’université Philipps de Marburg, en Allemagne, portant sur 366 espèces de papillons et 107 espèces de libellules à travers l’Europe. Sur la période 1988-2006, les chercheurs ont constaté un changement général vers des colorations plus claires, les espèces les plus sombres se repliant vers les marges occidentales de l’Europe, les Alpes et les Balkans, un basculement étroitement corrélé au réchauffement du continent.
Les chercheurs ont par exemple constaté la montée vers le nord d’un petit papillon blanc du sud, la piéride originaire de la péninsule ibérique, désormais présent en Allemagne et poursuivant sa progression vers le nord.
Le réchauffement climatique favorise ainsi les papillons clairs, l’avenir s’annonçant plus incertain pour leurs congénères plus colorés, contraints d’abandonner leur territoire actuel et de se replier vers des habitats plus ombragés, leur espace vital se réduisant comme peau de chagrin.
Questions fréquentes
- Pourquoi les papillons de nuit sont-ils moins colorés que ceux de jour ? Parce qu’ils n’ont pas besoin d’attirer un partenaire par la vue dans l’obscurité, ni de se protéger de prédateurs visuels de jour ; leurs couleurs ternes leur servent surtout de camouflage au repos.
- Perdre ses écailles tue-t-il un papillon ? Non : les écailles reposent sur une fine membrane qui permet à elle seule le vol, mais leur perte rend le papillon plus vulnérable aux agressions extérieures.
- Le réchauffement climatique menace-t-il vraiment les couleurs des papillons ? Oui : une étude portant sur 366 espèces de papillons européens a montré un basculement mesurable vers des colorations plus claires entre 1988 et 2006, les espèces sombres se repliant vers les zones les plus fraîches du continent.
- Qu’est-ce qu’un ocelle chez un papillon ? Une tache arrondie sur l’aile qui imite un œil de mammifère, destinée à surprendre ou effrayer un prédateur au moment où le papillon déploie ses ailes.