L’humidité relative de l’environnement n’affecte pas seulement nous, nous faisant percevoir une température plus élevée, mais aussi les abeilles qui même ils changent de couleur: vert cuivré lorsque l’humidité est forte, bleu-vert intense dans les milieux plus secs ! Outre le choc, pour certains, de découvrir que les abeilles ils ne sont pas seulement rayés de jaune et de noirc’est le résultat d’une nouvelle étude publiée dans Lettres de biologiedirigé par l’équipe du Dr Madeleine M. Ostwald, écologiste comportementale à l’Université Queen Mary de Londres en collaboration avec l’Université de Californie à Santa Barbara (USCB). Les chercheurs ont étudié le les abeilles transpirent (Agapostemon subtilior) – petits hyménoptères de la famille des Halictidae – dans des environnements à humidité élevée (plus de 95 %) et faible (inférieure à 10 %) pendant environ 55 heures, mais le changement de couleur a déjà été observé après 24 heures. On ne sait pas encore pourquoi cela se produit ni à quoi cela sert, mais on a émis l’hypothèse que cela est dû à la particularité structure des cuticules des abeilles, dont la couleur dérive de la superposition de plusieurs couches de nanostructures qui absorbent et diffusent la lumière à certaines longueurs d’onde. L’humidité pourrait « gonfler » ces structures changer la façon dont ils réfléchissent la lumière.
L’expérience en laboratoire : du bleu au vert cuivré
Comme cela arrive souvent, la découverte est le fruit du hasard : le Dr Ostwald a déclaré à Science News qu’un de ses étudiants, Jorge De La Cruz, avait remarqué que les abeilles conservées à différents endroits du musée avaient également une couleur différente. Ils ont donc décidé d’enquêter sur cette particularité. Les chercheurs ont étudié 12 spécimens « frais »collectés en 2024, stockés et maintenus à -20 °C jusqu’à l’expérimentation, et 12 spécimens collectés entre 2018 et 2022, séché et conservé dans des étuis à l’Université de Californie. Les 24 spécimens (tous des femelles) ont été placés au hasard dans des pièces à humidité contrôlée pendant environ 55 heures : au-dessus de 95 % et en dessous de 10 % d’humidité relative.
Au début de l’expérience, à intervalles précis et après chaque cycle, les abeilles ont été photographiées et pour quantifier le changement de couleur, les chercheurs ont analysé les images photographiques. extraire des données colorimétriquesc’est-à-dire mesurer les composantes de couleur directement à partir des pixels des photos, selon le modèle RVB. Grâce à cette méthode désormais standard en écologie des couleurs, il est possible d’analyser une image numérique en la décomposant en trois couleurs fondamentales : le rouge (R.ed), vert (Gvert) et bleu (Blu). Plus la valeur de R est élevée, par exemple, plus cela signifie que le changements de couleur vers les longueurs d’onde rouges dans le spectre de la lumière visible. En pratique, on traduit une information visuelle « cette couleur me semble plus rouge ou plus verte », en information numérique.
Grâce à ces analyses, le Dr Ostwald et son équipe ont pu mesurer avec précision ce qu’elles ont déjà vu à l’œil nu : dans un environnement sec, les abeilles apparaissent d’un bleu-vert intense ; à forte humidité, ils se tournaient vers un vert cuivré plus chaud. Le changement a été beaucoup plus rapide que l’expérience, avec un changement de couleur déjà après 24 heures, et totalement réversiblec’est-à-dire qu’une fois déplacées de pièce en pièce, les abeilles changeaient à nouveau de couleur.
Un fait intéressant concerne l’âge des spécimens : les échantillons les plus anciens, pour ainsi dire séchés, montraient des variations plus marquées par rapport aux échantillons « frais ».
Pourquoi ils changent de couleur et comment cela se produit
Dans la nature, il existe de nombreux animaux qui changent de couleur activementgénéralement comme signaux d’accouplement, de danger ou pour communiquer, comme le caméléon. Dans le cas des abeilles sudoripares, d’un point de vue évolutif on ne sait pas pourquoi cela se produiten effet le changement semble être complètement passifinduit par l’environnement extérieur. Que ce changement soit néanmoins « lu » par les prédateurs, les partenaires ou les plantes, et qu’il ait de réelles conséquences biologiques, tout reste à découvrir.
Cependant, des chercheurs ont proposé une hypothèse sur la manière dont ce « changement de vêtements » se produit mécaniquement et est étroitement lié à structure de leur cuticule. En fait, la couleur que nous voyons sur ces abeilles, et sur de nombreux autres animaux comme les ailes des papillons, s’appelle couleur structurellerésultant de la superposition de plusieurs couches de nanostructures. Quand ces couches ils gonflent en absorbant l’humiditéla distance entre eux augmente et le système réfléchit des longueurs d’onde plus longues, donc des couleurs plus chaudes, vers le rouge. Le mécanisme exact n’est pas encore confirmé par microscopie à haute résolution, mais la direction du changement est cohérente avec ce qui a déjà été observé chez d’autres insectes irisés. Ceci explique également pourquoi les spécimens plus âgés présentent des variations de couleur plus marquées : l’hypothèse est que le la cuticule se dégrade avec le tempsdevenant plus perméable à l’eau.
Comparaison avec des données réelles
Pour s’assurer qu’ils avaient raison et que le phénomène existait également en dehors des murs du laboratoire, les chercheurs ont analysé les données de l’application iNaturalist, une application science citoyenne avec des millions de photos animalières prises par des passionnés. Ils ont analysé 1 035 images de A. subtilier (toujours toutes des femelles) de la côte ouest de l’Amérique du Nord, en particulier de la Californie, pour éviter les contaminations avec différentes espèces pour lesquelles les habitats se chevauchent, et ils ont combiné chaque photo avec les données d’humidité enregistrées au lieu et à la date de la prise de vue… Avec quelques limitations : l’application n’enregistre que la date et l’heure de téléchargement des photos, les chercheurs ont donc utilisé 12 heures comme point de référence pour l’heure, le moment où en moyenne les abeilles s’approvisionnent en nourriture. Une autre limitation des images collectées par iNaturalist est la une grande variété d’instruments, angles de lumière, réglages de l’appareil photo, facteurs qui sont cependant « lissés » par la grande masse de données : il a en effet été démontré que lorsque les jeux de données sont particulièrement volumineux, les différences instrumentales sont minimisées, rendant les photos comparables à celles obtenues en laboratoire. C’est cependant un élément à garder à l’esprit pour les études futures.
Testé par les données de terrain, la corrélation humidité/couleur s’affaiblitmais les variations restent visibles et cohérent avec ceux observés en laboratoire. Aussi parce que les données « réelles » ont toutes été prises à des latitudes et des niveaux d’humidité plus ou moins similaires, tous supérieurs à 80 %, il aurait donc été difficile d’évaluer un changement net de couleur. Une différence d’humidité entre 95 et 10 % est une chose, une variation de quelques points de pourcentage en est une autre.
Les prochaines études pour analyser le phénomène
Les prochaines étapes pour analyser ce phénomène seront certainementélargissement du profil géographique à considérer : il convient d’analyser des zones plus « sèches » ou présentant des variations d’humidité relative plus marquées. Et surtout la nécessité de étudier les abeilles en direct et pas seulement dans les musées : comme le montre l’étude, un spécimen conservé pendant des décennies peut ne pas montrer la couleur qu’il avait de son vivant.
Malgré cela, cette étude pourrait expliquer les différences de couleur observées entre spécimens d’une même espèce, mais qui ils vivent à des latitudes différentes aussi chez d’autres abeilles. Les abeilles orchidées, par exemple, sont plus rougeâtres dans les environnements humides et aux basses latitudes, plus bleutées dans les environnements secs et aux latitudes plus élevées.