Charline Pinna

Le mimétisme mullérien est une interaction positive où des proies possédant des défenses et vivant au même

endroit partagent un même patron de coloration, qui avertit les prédateurs de leur toxicité. Chez les

Lépidoptères, les espèces aposématiques présentent généralement des patrons de coloration vifs et contrastés

qui convergent entre espèces co-mimes. Etonnamment, certains lépidoptères aposématiques et mimétiques

ont des ailes partiellement transparentes, ce qui soulève la question de l’implication des zones transparentes

dans le signal aposématique et de la façon dont la transparence est réalisée. Cette thèse à l’interface entre la

biologie évolutive et l’optique porte sur l’évolution de la transparence chez des lépidoptères mimétiques

néotropicaux : les papillons ithomiines (Nymphalidae : Danainae) et leurs co-mimes. La tribu des Ithomiini

comprend 393 espèces toxiques et aposématiques, dont 80% possèdent des ailes partiellement transparentes,

dont le motif est composé d’une mosaïque de zones colorées et transparentes. Dans le chapitre 1, nous

révélons une diversité insoupçonnée de micro- et nanostructures dans les zones transparents, qui sont plus

ou moins efficaces pour transmettre la lumière. A l’aide d’analyses comparatives, nous suggérons que les

propriétés de transmission des patchs transparents sont convergentes entre espèces co-mimes. Dans le

chapitre 2, grâce à l’exploitation de données de niche altitudinale et de hauteur de vol chez les ithomiines,

nous montrons que l’évolution des propriétés optiques des zones transparentes est plus influencée par le

mimétisme que d’autres facteurs écologiques. Dans le chapitre 3, à l’aide de mesures spectrophotométriques

et de la caractérisation des nanostructures alaires en microscopie électronique, nous montrons les propriétés

antireflets des nanostructures des zones transparentes et nous révélons que les nanostructures de type

‘nipples’, ‘pillars’ et ‘sponge’ sont plus efficaces pour limiter la réflexion de la lumière. Dans un quatrième

chapitre, en utilisant un échantillonnage dense de la tribu Ithomiini, nous observons la même diversité de

nanostructures que celle précédemment décrite et nous confirmons que la transmission de la lumière à

travers l’aile augmente quand la couverture de la membrane par les microstructures (i.e. les écailles) diminue

et quand la densité de nanostructures augmente. Enfin, nous présentons en annexe une phylogénie

préliminaire basée sur des éléments ultra conservés de la sous-tribu néotropicale des Pericopina (Erebidae),

dont beaucoup d’espèces sont engagées dans des interactions mimétiques avec des ithomiines, dans la

perspective d’études futures de l’évolution des patrons de coloration dans ce clade, en comparaison à celle

des ithomiines. Globalement, ce travail aura révélé une importante diversité de structures à l’origine de la

transparence, établi un lien entre ces structures et les propriétés optiques, et distingué la transparence en tant

que constituant du signal aposématique.

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