Un insecte piégé dans l’ambre révèle les batailles évolutives de l’Europe ancienne

Un insecte extraordinaire conservé dans l’ambre ouvre nos oreilles à un monde de communication au-delà de notre audition. De nouvelles recherches sur un katydidé éteint dans la collection du Musée d’histoire naturelle révèlent que les katydidés utilisent des ultrasons depuis des millions d’années pour tenter d’éviter que les prédateurs ne les entendent.

Le chant et la portée auditive de l’insecte ressemblant à un grillon ont été découverts des dizaines de millions d’années après sa mort.

Après avoir été piégé dans l’ambre pendant 44 millions d’années, de nouveaux scans d’Eomortoniellus handlirschi ont permis aux scientifiques de reconstituer le cri d’accouplement du katydid. Il révèle le premier animal connu à communiquer à des fréquences bien au-delà de la portée de l’audition humaine.

Bien qu’il ne soit pas aussi haut que celui de certains katydidés vivants, le son de son cri aurait été supérieur à l’audition de la plupart des mammifères. Seul un groupe restreint de mammifères, y compris les premières chauves-souris, étaient à l’écoute de son appel, dans le cadre des premières salves d’une course aux armements évolutive qui se poursuit aujourd’hui.

Le Dr Charlie Woodrow, l’auteur principal de la nouvelle étude, déclare : “Ce katydid a été figé dans le temps à un moment crucial de la course aux armements entre les prédateurs et les insectes écholocalisés.”

“Peu de temps avant que cet animal ne soit fossilisé, les chauves-souris avaient développé la capacité d’écholocalisation, ce qui aurait pu pousser les katydidés à crier à des fréquences plus élevées. En même temps, leurs oreilles s’adaptaient pour écouter les chauves-souris essayant de les traquer.”

“Cette découverte n’aurait pas été possible sans un katydid aussi bien conservé, ce qui souligne l’importance des collections de musée dans la découverte de spécimens comme ceux-ci.”

Le professeur Fernando Montealegre-Zapata, co-auteur de la nouvelle étude, ajoute : “J’ai prévu d’étudier le développement et l’évolution de l’oreille chez les katydidés depuis longtemps, mais il est très rare de trouver un katydidé fossilisé aussi bien conservé.”

“Un collègue m’a dit que je rêvais quand je lui ai dit que je voulais trouver un fossile comme celui-ci, donc trouver ce spécimen était une grande chance.”

Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Biologie actuelle.

Chauves-souris contre katydids : une bataille évolutive

Il y a des centaines de millions d’années, les katydidés ont été parmi les premiers animaux à profiter de l’utilisation du son pour communiquer. Ils ont commencé à faire du bruit en raclant leurs ailes, les premières preuves de cela remontant à plus de 240 millions d’années.

Ces sons sont généralement émis par les mâles, qui les utilisent pour attirer les femelles. Cependant, ces cris peuvent également attirer une mauvaise attention, sous la forme de prédateurs à la recherche d’un repas.

Cela pourrait expliquer pourquoi, au fil des millions d’années, les Katydides ont développé la capacité d’appeler à des fréquences de plus en plus élevées. Mais il y a 125 millions d’années, l’ouïe des mammifères prédateurs du Katydid avait rattrapé sa vocation.

Cela a conduit certains katydidés à produire des sons ultrasoniques avec des tonalités encore plus aiguës, qui n’auraient pas été entendues avant l’évolution des premières chauves-souris, il y a environ 52 millions d’années.

À partir de ce moment, les chauves-souris et les katydides se sont retrouvés coincés dans une course aux armements évolutive. Les chauves-souris ont évolué pour mieux entendre les cris des katydidés, tandis que les insectes ont modifié leurs cris et leur comportement.

“Alors que les katydidés exploraient probablement déjà les hautes fréquences, à la fois pour éviter les écoutes clandestines et pour développer une plus grande diversité de signaux, les chauves-souris leur ont donné un nouvel élan”, explique Fernando.

“Il peut sembler étrange que les katydides continuent de chanter à des hauteurs aussi aiguës une fois qu’ils peuvent être entendus, mais les ultrasons se dissipent rapidement dans l’environnement. Cela garantit qu’une chauve-souris éloignée ne peut pas entendre le chant des katydides car le son se brisera avant de pouvoir être entendu.” entendu.”

Alors que cette course aux armements s’intensifiait il y a 44 millions d’années, un katydide atterrit sur un pin et fut rapidement submergé par la résine collante coulant le long du tronc. Alors qu’il luttait pour se libérer, la sève recouvrait tout son corps et se durcissait.

La résine durcie est ensuite tombée sur le sol de la forêt et, au fil des millions d’années, a commencé à se transformer en ambre. À un moment donné, cet ambre a été balayé dans une lagune et enfoui dans des sédiments, pour finalement être découvert en 1936 dans ce qui était alors la Prusse orientale, une région aujourd’hui divisée entre la Pologne, la Russie et la Lituanie.

Après avoir été décrit comme une nouvelle espèce, le spécimen d’E. handlirschi fait partie des collections du Muséum d’histoire naturelle depuis plus de 80 ans. Grâce au développement d’une meilleure technologie de numérisation, les chercheurs ont désormais pu examiner l’intérieur de l’ambre et révéler les secrets de longue date du Katydid.

Une oreille éocène extraordinaire

Contrairement aux mammifères, l’oreille d’un katydidé est en fait située à l’intérieur de ses pattes, ce qui le rend vulnérable à l’écrasement lors de la fossilisation. Mais les tomodensitogrammes du Katydid ont révélé que la sève était entrée dans le conduit auditif du Katydid.

Avec la sève à l’intérieur, la structure délicate de l’oreille de l’insecte était préservée.

“C’est vraiment difficile de trouver ces insectes conservés dans l’ambre”, explique Charlie. “Les oreilles ne sont pleinement développées que chez les adultes, mais les katydidés adultes sont normalement suffisamment grands pour ne pas se faire prendre dans l’ambre.”

“C’est une chance qu’Eomortoniellus handlirschi soit une très petite espèce, ce qui signifie qu’elle pourrait rester coincée afin que nous puissions l’étudier tout ce temps plus tard.”

Pour découvrir ce qu’il y avait de mieux en matière d’audition, Charlie s’est associé à son collègue, le Dr Emine Celiker, pour créer des modèles de la façon dont le son se déplace dans les oreilles. Ils ont calculé que le Katydid était probablement le meilleur pour entendre des sons d’environ 30 kHz.

Dans le même temps, ils ont également utilisé leurs connaissances sur la manière dont les katydidés vivants produisent des sons pour prédire la fréquence de l’appel produit par E. handlirschi. Il semble que son appel était à une fréquence similaire à celle qu’il pouvait entendre, ce qui suggère que les insectes utilisaient ces sons pour communiquer.

L’équipe a également trouvé deux autres pics dans l’audition de Katydid, à environ 60 et 90 kHz. Mais plutôt que d’être lié à la communication, cela a probablement aidé les insectes à écouter les appels d’écholocation des premières chauves-souris et à éviter de devenir leur dîner.

La capacité des insectes à écouter les hautes fréquences aurait été renforcée par les pennes du Katydid, qui chez les mammifères sont le lobe de l’oreille. Bien que partiellement développé chez E. handlirschi, l’évolution dans les années qui ont suivi son piégeage dans l’ambre a permis à ses proches d’écouter des appels à plus de 100 kHz.

“Il est désormais important d’identifier davantage de fossiles pour suivre ces changements”, explique Charlie. “Je pense que davantage d’adultes de cette espèce, ou de ses proches parents, apparaîtront car beaucoup sont vendus en ligne à des collections privées d’ambre.”

“Je pense qu’il est probable qu’il y en ait davantage dans les collections publiques. Il suffit que les bonnes personnes le remarquent et l’étudient.”

Cette histoire est republiée avec l’aimable autorisation du Musée d’histoire naturelle. Lisez l’histoire originale ici