Utetheisa ornatrix, l’Écaille ornée, est un papillon de la sous-famille des Arctiinae. Il est de couleur aposématique allant du rose, rouge, orange et jaune au blanc avec des marques noires disposées selon des motifs variés sur ses ailes. Il a une envergure de . Les papillons se rencontrent dans les régions tempérées du Midwest et de l’Est de l’Amérique du Nord, ainsi que dans tout le Mexique et d’autres régions d’Amérique centrale. Contrairement à la plupart des papillons nocturnes, l'écaille ornée est diurne. Autrefois, l'écaille ornée ou belle utetheisa de l'est tempéré de l'Amérique du Nord était séparée sous le nom d’Utetheisa bella. Elle est maintenant considérée comme appartenant à l'espèce Utetheisa ornatrix.
Les larves se nourrissent généralement d'espèces de Crotalaria, qui contiennent des composés alcaloïdes toxiques qui les rendent désagréables pour la plupart des prédateurs. Les larves peuvent s'attaquer à d'autres larves d'écaille ornée afin de compenser toute carence en alcaloïde.
L'écaille ornée démontre également des stratégies d'accouplement complexes et constitue donc un excellent modèle pour étudier la sélection sexuelle. Les femelles s'accouplent et reçoivent des spermatophores contenant du sperme, des nutriments et des composés alcaloïdes de nombreux mâles en guise de cadeaux nuptiaux. Les femelles choisissent les mâles en fonction de l'intensité d'une phéromone de parade nuptiale, l'hydroxydanaidal, et effectuent un processus de sélection des spermatozoïdes après la copulation avec différents mâles.
Répartition Utetheisa ornatrix se trouve du Sud-Est des États-Unis jusqu'en Amérique du Sud (Sud-Est du Brésil). Dans le Sud-Est des États-Unis, sa répartition s'étend du Connecticut vers l'ouest jusqu'au Sud-Est du Nebraska et vers le sud jusqu'au Sud du Nouveau-Mexique et de la FlorideUtetheisa Ornatrix. Entomology and Nemotology. University of Florida, n.d. Web. 14 Nov. 2013.. Cette espèce est plus commune dans les régions plus tropicales de cette aire de répartition, en fonction de la disponibilité de sa plante hôte dans les régions plus méridionales. On le trouve également partout au Mexique, en Amérique du Sud et en Amérique centrale.
Taxonomie En 1758, Carl Linnaeus caractérise pour la première fois deux espèces du genre Phalaena. Phalaena ornatrix a été utilisé pour décrire les spécimens de papillons plus pâles, et Utetheisa bella a décrit les spécimens de papillons rose vif. En 1819, Hübner a déplacé ces espèces vers un nouveau genre, Utetheisa. Pendant près d'un siècle, il a été difficile de déterminer l'histoire évolutive de ce papillon car les chercheurs se concentraient sur les similitudes externes (couleur, forme, motifs, taille), plutôt que sur la détermination des caractéristiques spécifiques à l'espèce. Cela a conduit à une grande confusion lors de la tentative de catégorisation des différentes sous-espèces. En 1960, Forbes a combiné les deux espèces, Utetheisa ornatrix et Utetheisa bella, pour former l'espèce maintenant connue sous le nom d’Utetheisa ornatrix. Sa conclusion a également été soutenue par Pease Jr. qui, en 1966, a utilisé des analyses génétiques et a déterminé que toutes les différences phénotypiques étaient basées sur une variation interspécifique due à des différences géographiques (plutôt qu'une variation intraspécifique).
Liste des sous-espèces Utetheisa ornatrix ornatrix Utetheisa ornatrix bella (Linnaeus, 1758) Utetheisa ornatrix saintcroixensis Pease, 1973
Description
Œufs Les œufs d’Utetheisa ornatrix sont de forme sphérique et leur couleur varie du blanc au jaune et parfois au brun.
Larves Les larves sont orange et brunes avec des bandes noires irrégulières sur chaque segment du corps. Les parties antérieure et postérieure des attaches noires sont également marquées de taches blanches distinctes. Les larves adultes atteignent 30 à 35 mm de longueur. Bien que la plupart des larves d'arctiidés aient des verrues, les larves d’Utetheisa ornatrix en sont dépourvues.
Pupes Les pupes sont pour la plupart noires marquées de bandes irrégulières orange et brunes. Habituellement, les pupes sont recouvertes d’une couche lâche de soie.
Adulte Ces papillons sont aposématiques et utilisent leur coloration vive pour avertir les prédateurs de leur caractère désagréable. La couleur de leurs ailes varie du jaune, rouge, rose et orange au blanc. Les ailes contiennent des bandes blanches contenant six bandes de points noirs irrégulièrement espacés. Les ailes postérieures peuvent être rose vif avec une bande noire marginale. Utetheisa ornatrix adulte a une envergure de .
Prédation
Au stade larvaire, les chenilles se nourrissent de légumineuses du genre Crotalaria. Ces plantes contiennent de grandes quantités de toxines, notamment des alcaloïdes pyrrolizidine (APs), que l'on retrouve en forte concentration dans les graines. Les chenilles de l'écaille ornée séquestrent ces toxines et les utilisent comme moyen de dissuasion pour les prédateurs. Lorsque l’adulte est dérangé, il sécrète depuis sa tête une mousse contenant les toxines, ce qui le rend désagréable pour les prédateurs. Étant donné que les APs constituent une ressource extrêmement précieuse, les larves individuelles entrent en compétition pour coloniser une gousse entière, une pochette allongée contenant des graines provenant de la plante alimentaire. Les larves qui sont incapables de s'approprier une gousse doivent obtenir les produits chimiques des feuilles, où ils se trouvent à des densités beaucoup plus faibles. Ces chenilles séquestrent de plus petites quantités d’APs et sont plus sensibles à la prédation.
Bien qu’il soit bénéfique de se nourrir de graines, les larves ne pénètrent pas dans les gousses immédiatement après leur éclosion. Au cours des premiers stades larvaires, les chenilles se nourrissent de feuilles et ce n'est qu'au deuxième ou troisième stade qu'elles pénètrent dans les gousses. Les avantages évolutifs de cette stratégie ne sont pas compris. Lorsque les chenilles se métamorphosent en papillons adultes, elles transportent avec elles les alcaloïdes qui continuent de les protéger pendant le stade adulte.
Les APs rendent l'écaille ornée désagréable pour bon nombre de ses ennemis naturels comme les araignées et les chauves-souris insectivores. Les araignées qui capturent les larves ou les adultes de l'écaille ornée les relâchent peu de temps après, les laissant indemnes. En revanche, les individus de l'écaille ornée élevés avec un régime sans APs sont facilement la proie des araignées. De même, les chauves-souris qui attrapent des individus d'écaille ornée libèrent rapidement ces papillons désagréables sans leur faire de mal. Contrairement aux autres papillons des Arctiidae, l'écaille ornée ne possède pas de système d'aposématisme acoustique qui lui permettrait d'éviter complètement les chauves-souris. Les larves de l'écaille ornée et certains prédateurs comme la pie-grièche migratrice ne sont pas affectés négativement par les APs.
L'écaille ornée est capable de détoxifier les APs grâce à la possession du gène pyrrolizidine-alcaloïde-N-oxygénase. Il a été démontré expérimentalement que les larves d'écaille ornée régulent positivement l'expression de ce gène lorsque la quantité d'APs dans leur alimentation augmente. De plus, il a été démontré que les régimes riches en APs n’ont pas d’effet négatif sur la condition physique de ces papillons, mais affectent uniquement le temps de développement, qui augmente avec l’augmentation de la concentration en APs dans l’alimentation. Cependant, les chenilles avec des temps de développement plus longs atteignent des tailles de nymphes similaires à celles avec des temps de développement plus courts en raison d'un régime alimentaire contenant de plus petites quantités d'APs.
Cannibalisme À l'occasion, les chenilles de l'écaille ornée cannibalisent d'autres œufs, pupes ou larves de la même espèce. Les APs constituant une ressource limitée, certaines chenilles n’atteignent pas des niveaux optimaux et recourent au cannibalisme. Ce comportement est une conséquence d’une carence en APs plutôt que de la faim, puisque les déficits en alcaloïdes sont la principale cause de mortalité. Le cannibalisme des pupes est rare car les larves se nymphosent normalement loin de la plante où elles se nourrissent. Le cannibalisme des œufs est également rare car les œufs fournissent aux larves de très petites quantités d’APs et parce que les œufs d’une même grappe éclosent de manière synchrone. Les larves peuvent également se nourrir d’autres larves d'écaille ornée chargées d’alcaloïdes. Ceci est plus courant puisque se nourrir d’une seule larve suffit à compenser la carence en alcaloïdes de la chenille cannibale.
Reconnaissance des parents Les chenilles de l'écaille ornée peuvent avoir la capacité de reconnaître d'autres larves comme apparentées, car les larves sont moins susceptibles de s'immiscer dans les frères et sœurs que les non-frères et sœurs établis dans les gousses.
Accouplement Les écailles ornée des deux sexes utilisent des stratégies de reproduction très complexes, ce qui fait de cette espèce un excellent modèle pour étudier la sélection sexuelle. Les femelles qui s'accouplent multiplient au cours de leur durée de vie trois à quatre semainesen tant qu'adultes. Elles s'accouplent avec en moyenne trois à quatre mâles, chacun d'eux lui offrant un cadeau nuptial, un spermatophore contenant du sperme, des nutriments et des alcaloïdes. Les mâles adultes investissent jusqu'à 11 % de leur masse corporelle pour créer un spermatophore qu'ils fournissent à la femelle lors de l'accouplement. Les nutriments apportés par le spermatophore permettent à la femelle de produire en moyenne supplémentaires.
Système d'accouplement L'écailles ornée présente un système d'accouplement polyandre, dans lequel les femelles s'accouplent avec plusieurs mâles. En moyenne, les femelles s'accouplent avec quatre à cinq mâles au cours de leur vie de trois à quatre semaines, mais peuvent s'accoupler et recevoir jusqu'à treize spermatophores. Étant donné que les spermatophores contiennent des cadeaux nuptiaux d'alcaloïde pyrrolizidine (AP) et de nutriments, les accouplements multiples aident la femelle à améliorer la forme physique de sa progéniture. De plus, les accouplements multiples profitent également directement à la femelle. Étant donné que les spermatophores sont de grande taille et peuvent être digérés par la femelle, les accouplements multiples permettent aux femelles d'accumuler les ressources nécessaires pour construire des œufs supplémentaires. Cela équivaut à une augmentation de 15 % de la production d’œufs. De plus, les accouplements multiples entraînent une transmission accrue de dons alcaloïdes aux œufs. Toutefois, cela ne signifie pas qu’il existe une répartition séparée de ces cadeaux. Au lieu de cela, l'AP obtenu à partir de plusieurs mâles est réparti en mélange, de sorte que les œufs ont tendance à provenir de plus d'une source mâle. En revanche, la plupart des spermatozoïdes utilisés pour féconder les ovules proviennent normalement d’un seul mâle.
Cour La cour commence au crépuscule. Les femelles stationnaires libèrent une phéromone sexuelle qui attire les mâles. Elles émettent ces produits chimiques par impulsions courtes pour fournir des signaux d'orientation à courte portée aux papillons mâles lorsqu'ils recherchent les femelles. Lorsqu'un mâle atteint une femelle, il vole autour d'elle et pousse deux touffes d'écailles particulières de ses coremata, deux structures sphériques jaunes situées près des organes génitaux du mâle. Ce faisant, le mâle émet une odeur spécifique de ses coremata qui est attribuée à une phéromone, l'hydroxydanaidal. Après avoir reçu l'odeur, la femelle procède à l'accouplement.