S’inspirer des mécanismes du vivant n’est pas un phénomène réservé au biomimétisme ! Dans la nature, de nombreuses espèces, animales ou végétales, copient d’autres organismes pour se protéger, se reproduire ou chasser : c’est ce que l’on appelle le mimétisme. Ce phénomène, souvent visuel, mais pas que, peut aussi être une source de bio-inspiration : laissez-nous vous en dire plus !
Le mimétisme, un phénomène aux formes multiples !
Qu’est-ce que le mimétisme ?
Le mimétisme est la capacité d’un organisme à copier la morphologie ou le comportement d’un autre organisme, pour tromper un autre être vivant. On étudie généralement le mimétisme visuel, mais il en existe d’autres formes : chimique, acoustique, tactile, ou encore comportemental.
Il s’agit d’une stratégie adaptative d’imitation. En imitant une autre espèce ou simplement leur milieu environnant, les espèces animales ayant recours au mimétisme s’assurent une protection contre d’éventuels prédateurs, ou répondent à d’autres contraintes comme la reproduction ou la prédation. Le mimétisme implique toujours 3 acteurs : le modèle, qui est l’espèce référente, le mime, qui imite l’espèce référente et tire avantage de la ressemblance, et le dupe, dont les sens perçoivent de la même manière les signaux émis par le modèle et par le dupe.
Le mimétisme visuel : du pareil au même
Plus facile à observer et souvent assez spectaculaire, le mimétisme visuel est souvent la 1ère forme de mimétisme à laquelle on pense. Parmi la multitude d’exemples que l’on pourrait trouver dans le vivant, une espèce particulièrement impressionnante est la Boquila trifoliolata. Cette vigne grimpante, originaire des zones tempérées du Chili et de l’Argentine, est capable de se camoufler en imitant la forme de ses hôtes. Plus précisément, cela signifie qu’elle prend l’apparence de la plante ou de l’arbre sur lequel elle grimpe, pour se fondre dans le décor et échapper à l'attention de prédateurs comme les insectes herbivores. Elle donne à ses feuilles une forme et une couleur semblables aux feuilles avoisinantes : en grimpant le long d'une branche d'arbre, elle va imiter la taille, le périmètre, la surface et même le réseau de nervures de ses feuilles.
La Boquila trifoliolata est même capable d'imiter plusieurs hôtes différents en fonction de sa croissance ! Elle sait par exemple faire évoluer une seconde fois la forme de ses feuilles si elle atteint un arbre voisin d'une autre espèce. Une vraie prouesse, que l'on appelle polymorphisme mimétique.
Les autres formes de mimétisme : le mimétisme dans tous ses états
Le mimétisme visuel est certes très présent dans la nature, mais il en existe d’autres formes ! Prenons par exemple un phénomène peu visible pour l’homme, mais pourtant très important : le mimétisme olfactif, et plus particulièrement chez les fleurs. La plupart des insectes émettent des phéromones, une substance chimique comparable aux hormones, qui agit comme un message entre les individus d’une même espèce. Une des fonctions principales des phéromones est notamment de servir à la reproduction, en permettant aux femelles d’attirer les mâles : c’est le cas, par exemple, chez les abeilles. Ce mécanisme, les fleurs d’orchidées en ont fait un atout de taille : certaines espèces d’orchidées sont capables de reproduire les phéromones des abeilles femelles, pour attirer les mâles, qui sont essentiels à la pollinisation. Ce mimétisme est tellement efficace que les fleurs sont parfois plus attirantes que les abeilles femelles !
Et ça n’est pas tout : il existe également un mimétisme acoustique. La chenille du papillon Maculinea rebeli le manie d’ailleurs avec brio : elle imite les odeurs de la fourmi Myrmica pour pouvoir s’introduire dans la colonie (encore du mimétisme olfactif !), puis elle émet le même son qu'une larve de reine une fois dedans. Les ouvrières réagissent comme en présence d’une reine, et nourrissent la chenille parasite comme le reste des larves. Une imposture des plus impressionnantes !
Les différentes fonctions du mimétisme
Le mimétisme, un mécanisme de défense infaillible !
Une des fonctions du mimétisme, et même la plus essentielle, est de se protéger. Si l’on peut distinguer plusieurs catégories de mimétisme, une en particulier se démarque comme la technique de protection par excellence : il s’agit du mimétisme batésien. Le mimétisme batésien est une forme de mimétisme dans laquelle une espèce inoffensive imite une autre espèce nocive. L’espèce inoffensive se protège ainsi des prédateurs qui associent les caractéristiques copiées à un organisme nocif. Ces caractéristiques constituent ce que l’on appelle un signal aposématique, c’est-à-dire un signal d'avertissement clairement perceptible, visuel, sonore ou olfactif, qui avertit les prédateurs d'un danger qu'ils doivent éviter.
Même si vous ne l’avez pas encore remarqué, il est probable que vous connaissiez déjà un, voire plusieurs exemples de mimétisme batésien. Cet insecte vous dit-il quelque chose ?
Il ne s’agit pas d’une guêpe mais bien d’un syrphe, une petite mouche pollinisatrice inoffensive et sans dard, qui imite les patrons de coloration jaune et noir des guêpes ! Elle se sert de ce signal aposématique trompeur pour éloigner les prédateurs qui, par peur d’être piqués, évitent de la manger. Pas folle la guêpe ? Non, pas fou le syrphe !
Bien évidemment, le mimétisme batésien n’est efficace que si les imitateurs sont moins nombreux que les organismes nocifs imités : le risque, si ça n’est pas le cas, est que les prédateurs n’associent plus de menace au signal aposématique, ce qui met donc en danger non seulement l’espèce inoffensive, mais également l’espèce nocive, dont le moyen de défense n’est plus efficace.
Le mimétisme comme technique de prédation
Le mimétisme et le camouflage sont, certes, un très bon moyen de se protéger, mais il est possible d’en avoir un usage tout autre ! La Mante orchidée, que l’on trouve dans les forêts tropicales d’Asie du Sud-Est (en Malaisie et en Indonésie) fait partie des espèces se servant du mimétisme comme d’une technique de prédation, et non de protection. La Mante orchidée fait face à une contrainte de taille : elle a besoin de se nourrir tous les 2 à 3 jours pour ne pas mourir, mais elle se nourrit d’insectes volants ! Pas faciles à attraper, donc…
Grâce au mimétisme, cependant, elle a une solution pour faire venir ses proies à elle directement : comme son nom l’indique, son corps ressemble en tout point à une fleur d’orchidée. Elle attire ainsi les insectes, et n’a plus qu’à les attraper grâce à sa grande vivacité. En plus de cela, la Mante orchidée dispose d’un atout supplémentaire. En effet, les yeux des insectes sont plus sensibles à certaines longueurs d’ondes de la lumière que d’autres, et voient donc beaucoup plus les fleurs d'orchidées, par exemple, que les végétaux environnants. Or, lorsque l’on compare la longueur d’onde du corps de la Mante orchidée avec celle des fleurs, on se rend compte que celle-ci est beaucoup plus luisante aux yeux des insectes que la vraie fleur ! Elle est donc plus attirante pour les insectes qu’une véritable fleur : malin non ?
Le mimétisme, ou quand reproduire permet de se reproduire
Nous avons évoqué plus haut la technique de mimétisme des fleurs d’orchidées pour se faire polliniser. C’est l’une des trois grandes autres fonctions du mimétisme : la reproduction. Et les fleurs d’orchidées ne sont pas les seules à procéder ainsi !
Le mâle Haplochromis burtoni, poisson que l’on trouve dans le lac Tanganyika et ses cours d'eau environnants, utilise le mimétisme pour féconder les ovocytes des femelles. En effet, le réflexe de la femelle lorsqu’elle expulse ses ovocytes et de les mettre immédiatement dans sa bouche. Or, elle est souvent trop rapide pour que le mâle ait le temps de les féconder. Ce dernier a donc recours au mimétisme pour gagner du temps : ses ocelles (tâches arrondies qui servent de leurre ou de moyen d'intimidation), situées autour de la nageoire anale ou caudale, ressemblent aux ovocytes de la femelle, et se confondent donc avec. Lorsque la femelle produit ses ovocytes, le mâle expose ses ocelles et libère ses spermatozoïdes. La femelle, dupée, récupère donc ces spermatozoïdes dans sa bouche comme elle récupère le reste de ses ovocytes, et la fécondation peut alors avoir lieu. Et oui, le mimétisme peut aussi avoir lieu entre individus d’une même espèce !
Mimétisme et biomimétisme : lorsque l’innovation s’inspire des animaux “copieurs”
Dans la nature, une des grandes championnes du camouflage est la pieuvre. Pour s’adapter à son environnement, elle est capable de changer de couleur, mais également de texture de peau. Les papilles dermiques, petites protubérances du derme qui plongent dans l’épiderme (et donc forment la surface de la peau), contiennent des muscles érectiles. Chez la pieuvre, lorsque ces muscles se contractent, ils provoquent une protubérance à la surface de la peau. La pieuvre est ainsi capable, en quelques dixièmes de seconde, de prendre la forme et la couleur d’un élément du fond marin sur lequel elle se trouve.
Une propriété fascinante, mais surtout inspirante ! Un groupe de chercheurs de l'université Cornell a ainsi conçu une peau synthétique élastique qui peut changer de forme et de texture. Un tissu rigide découpé au laser forme une sorte de toile, qui est ensuite plaquée sur une membrane élastomère (polymère présentant des propriétés « élastiques », synonyme usuel de caoutchouc). En gonflant la structure avec de l’air, des formes émergent à la surface en fonction du motif prédécoupé, et se combinent pour former un ensemble en trois dimensions. Si la toile peut être façonnée pour former toutes sortes de structures complexes, elle est en revanche limitée par le fait qu’elle ne peut adopter qu’une seule forme à la fois, et qu’elle ne peut pour l’instant pas changer de couleur. Une découverte encore loin de faire de la concurrence aux talents de la pieuvre donc, mais qui pourrait servir à la robotique, à fabriquer des meubles métamorphes, ou encore à créer des interfaces tactiles pour les utilisateurs de réalité virtuelle.
Le mimétisme est un phénomène particulièrement riche et fascinant, que l’on trouve à de très nombreux endroits dans le vivant. Il repose sur des mécanismes parfois complexes, mais prometteurs pour le biomimétisme. Et oui, nous ne sommes pas les premiers à avoir eu l’idée de copier le monde qui nous entoure !