« Certains oiseaux sont rouges, certains serpents sont rouges, et certaines plantes ont des fruits rouges. Dans tous ces cas, la coloration rouge sert de signal », d’où cette interrogation: quelle était la fonction initiale d’une coloration visible, comme le rouge, et de la vision des couleurs ? »
La nature regorge de couleurs, et nombre de ces teintes vibrantes sont destinées à être vues. Les pommes rougissent pour inciter les animaux à semer leurs graines, les fleurs de lavande se parent de violet pour attirer les abeilles pollinisatrices, et les paons mâles, suivis de traînes bleues éclatantes, attirent plus facilement leurs partenaires.
Cependant, le monde n’est coloré que pour certains d’entre nous. Ces signaux lumineux sont perceptibles par les animaux qui voient en couleur ; pour les organismes dont la vision des couleurs est limitée, voire inexistante, nombre de ces couleurs vives n’ont aucune signification. Cela soulève d’intéressantes questions évolutionnaires. Qu’est-ce qui est apparu en premier : les signaux colorés ou la vision des couleurs nécessaire pour les percevoir ? Et quand ces signaux optiques ont-ils émergé et pris leur essor, peignant le monde naturel dans le spectre kaléidoscopique que nous observons aujourd’hui ?
« Certains oiseaux sont rouges, certains serpents sont rouges, et certaines plantes ont des fruits rouges. Dans tous ces cas, la coloration rouge sert de signal », a expliqué Zachary Emberts.(ouvre un nouvel onglet), biologiste évolutionniste à l’Université d’État de l’Oklahoma. « Cela nous a amenés à nous interroger : quelle était la fonction initiale d’une coloration visible, comme le rouge, et de la vision des couleurs ? »
Emberts et son ancien conseiller postdoctoral John Wiens(ouvre un nouvel onglet), écologiste évolutionniste à l’Université de l’Arizona, a passé au peigne fin des recherches couvrant des centaines de millions d’années d’histoire évolutive pour offrir une réponse scientifique à la question de la poule et de l’œuf de la couleur(ouvre un nouvel onglet)Les chercheurs ont utilisé les archives fossiles et les arbres phylogénétiques – des chronologies de l’émergence des espèces largement fondées sur les traits modernes – pour déduire quand les signaux colorés ont pu apparaître chez les plantes et les animaux. Ils ont ensuite testé leur hypothèse selon laquelle la vision des couleurs et les signaux colorés ont évolué ensemble.
« Ce que j’aime dans ce journal, c’est l’ambition et la confiance qu’il y a à poursuivre de grandes questions et à explorer des idées qui impliqueront inévitablement des spéculations », a déclaré William Allen.(ouvre un nouvel onglet), écologiste qui étudie les systèmes sensoriels à l’Université de Swansea, au Pays de Galles, et qui n’a pas participé à la nouvelle étude. « Au XXIe siècle, la science a tendance à se concentrer sur l’application de techniques analytiques aux données, ce qui peut parfois nuire à la réflexion approfondie, à l’histoire naturelle et à la curiosité. »
L’évolution de la couleur
Étudiant de troisième cycle à l’Université du Texas à Austin, Wiens était fasciné par les beaux animaux. Pour sa thèse, il a étudié les lézards à ventre bleu, dont le dos est couleur terre et le ventre couleur saphir, afin d’étudier l’évolution des signaux sexuels. Il a construit un arbre phylogénétique des espèces de lézards et a été fasciné de constater que les taches bleues des mâles, qui signalent leur aptitude aux femelles, disparaissaient et réapparaissaient fréquemment.(ouvre un nouvel onglet)Tout au long de la chronologie évolutive, peut-être parce que les femelles ont cessé de percevoir les signaux dans certaines lignées. Ce projet a éveillé sa curiosité quant à l’évolution possible de la production et de la reconnaissance des signaux de couleur.Partagez cet article(ouvre un nouvel onglet)
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La couleur a un coût. Par exemple, un signal vif pour attirer un partenaire peut également attirer des prédateurs. Mais la persistance de la couleur tout au long de l’histoire évolutive suggère que, pour de nombreux organismes, l’information qu’elle communique est suffisamment bénéfique pour compenser son coût. Cependant, sans la vision des couleurs, l’intérêt de conserver une coloration distinctive disparaîtrait ; en effet, il y aurait peu de raisons pour qu’elle évolue. Wiens s’est donc demandé pourquoi différentes espèces ont développé la capacité de voir les couleurs – peut-être pour trouver des fruits, des fleurs ou des partenaires colorés ? Ces palettes existaient-elles seulement à l’époque ?
Certains composants de la vision des couleurs ont été perdus au cours de l’évolution.
Il n’a pas immédiatement enquêté et a passé plusieurs décennies à étudier l’évolution des reptiles et des amphibiens. Mais les questions le taraudaient sans cesse. Wiens, en collaboration avec Emberts, a donc tenté de reconstituer l’histoire évolutive de la couleur chez les êtres vivants. Ils ont épluché la littérature pour compiler des fossiles et des arbres phylogénétiques, construits par eux-mêmes et d’autres, afin de dater approximativement l’apparition de ces traits dans le temps lointain. La méthode est imparfaite, mais généralement, si de nombreuses espèces modernes étroitement apparentées présentent le même trait, les chercheurs peuvent en déduire qu’il a évolué chez un ancêtre commun.
Ils ont envisagé plusieurs hypothèses quant à la manière dont ces développements évolutifs auraient pu se dérouler. La vision des couleurs aurait peut-être d’abord évolué pour une raison non liée à la signalisation, comme la détection d’un abri, de nourriture ou de points de repère. Mais le duo a émis une hypothèse plus dynamique : la vision des couleurs aurait évolué à peu près en même temps qu’un signal coloré, comme des fruits éclatants, des fleurs attrayantes, des couleurs d’accouplement ou des signaux d’alerte.