Papillons à ailes d’oiseaux du groupe d’espèces Troides haliphron, dans lesquels les femelles (à droite) se sont révélées plus visiblement diversifiées que les mâles (à gauche). Crédit : Muséum d’Histoire Naturelle. 2024. Papillons à ailes d’oiseaux (à partir de spécimens de la collection). Sous licence CC-BY-4.0.
Des recherches pionnières sur les papillons, basées sur l’IA, ont exploré l’évolution sous-étudiée des femelles et alimentent le débat entre les pères fondateurs de l’évolution.
L’étude de l’Université d’Essex, publiée dans Biologie des communications—explore une controverse entre les scientifiques victoriens Charles Darwin et Alfred Russel Wallace.
Darwin pensait que les mâles présentaient davantage de variations, car les femelles choisissaient souvent leurs partenaires en fonction de leur apparence. Wallace pensait quant à lui que la sélection naturelle entre les sexes était le facteur le plus important de différence.
Depuis plus d’un siècle, les scientifiques ont principalement étudié les mâles parce que leurs différences sont plus évidentes, tandis que les femelles, avec des changements évolutifs plus subtils, ont été moins étudiées.
En utilisant l’apprentissage automatique de haute technologie, le Dr Jennifer Hoyal Cuthill a examiné plus de 16 000 papillons mâles et femelles, avec des collaborateurs du Musée d’histoire naturelle et de l’institut de recherche sur l’IA Cross Labs, Cross Compass. C’est la première fois que les différences visuelles entre les sexes sont explorées chez l’espèce, qui vit en Asie du Sud-Est et en Australasie.
Les papillons à ailes d’oiseaux ont été choisis pour cette étude en raison de leurs spectaculaires couleurs d’ailes et des différences entre les mâles et les femelles.
Le Dr Cuthill, de l’École des sciences de la vie, a déclaré : « Nous vivons une période passionnante, où l’apprentissage automatique permet de nouveaux tests à grande échelle sur des questions de longue date dans la science de l’évolution.
« Pour la première fois, nous sommes capables de mesurer l’étendue visible de l’évolution afin de tester le degré de variation présent dans différents groupes biologiques et parmi les mâles et les femelles. L’apprentissage automatique nous donne de nouvelles informations sur les processus évolutifs qui génèrent et maintiennent la biodiversité, y compris dans les groupes historiquement négligés. »
Papillons à ailes d’oiseau du groupe d’espèces Ornithoptera paradisea, chez lesquels les mâles (à gauche) se sont révélés plus visiblement diversifiés que les femelles (à droite). Crédit : Natural History Museum. 2024. Papillons à ailes d’oiseau (à partir de spécimens de la collection). Sous licence CC-BY-4.0.
L’étude a porté sur des photographies de papillons provenant des collections du Musée d’histoire naturelle, qui présentent une gamme de caractéristiques, telles que la forme, les couleurs et les motifs des ailes, chez plusieurs espèces. Il a été constaté que même si les hommes ont souvent des formes et des motifs plus distincts, les hommes et les femmes contribuent à la diversité globale.
Les recherches ont montré que les modèles d’évolution prédits par Darwin et Wallace ont été retrouvés chez les papillons, montrant que les mâles et les femelles contribuent tous deux à la diversité entre les espèces. Les mâles présentaient une plus grande variation d’apparence, ce qui correspond à l’idée de Darwin selon laquelle les femelles choisissent leurs partenaires en fonction de ces caractéristiques.
Cependant, l’apprentissage profond a également révélé une variation subtile chez les femelles, correspondant aux prédictions de Wallace selon lesquelles la sélection naturelle permet la diversité des phénotypes féminins.
Le Dr Cuthill a déclaré : « Les ailes d’oiseaux ont été décrites comme parmi les plus beaux papillons du monde. Cette étude nous donne de nouvelles informations sur l’évolution de leur diversité remarquable mais menacée.
« Dans cette étude de cas sur les photographies de papillons ailes d’oiseau, c’est le sexe qui semble avoir entraîné le plus grand changement évolutif, y compris les formes, les couleurs et les motifs extrêmes des mâles. Cependant, au sein du groupe des papillons ailes d’oiseau, nous avons trouvé des exemples contrastés où les papillons ailes d’oiseau femelles sont plus diversifiés en termes de phénotype visible que les mâles, et vice versa.
“La grande diversité visible parmi les papillons mâles confirme l’importance réelle de la sélection sexuelle depuis le choix du partenaire femelle sur la variation mâle, comme suggéré à l’origine par Darwin. Les cas où les papillons femelles sont visiblement plus diversifiés que les mâles de leur espèce, soutiennent une autre, importante rôle de la variation femelle naturellement sélectionnée dans la diversité inter-espèces, comme le suggère Wallace.
« Les études à grande échelle sur l’évolution utilisant l’apprentissage automatique offrent de nouvelles opportunités pour résoudre les débats qui sont en suspens depuis la fondation de la science évolutionniste. »
Plus d’information:
Contributions masculines et féminines à la diversité parmi les images de papillons à ailes d’oiseau, Biologie des communications (2024). DOI: 10.1038/s42003-024-06376-2
Fourni par l’Université d’Essex
Citation: Des recherches montrent que Darwin et Wallace ont tous deux raison sur l’évolution des papillons (2024, 1er juillet) récupéré le 1er juillet 2024 à partir de
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