Nous, les humains, survivons aux affres de l'hiver avec les manteaux chauds, les radiateurs et le chocolat chaud. Les insectes, cependant, ont quelques stratégies plus créatives dans leurs manches. Qu'il s'agisse de protéines spéciales qui agissent comme l'antigel de votre voiture, de liquides organiques enrichis d'alcool au lieu d'eau, ou encore de longs trajets dans des régions plus chaudes, il semble que ces insectes robustes aient développé leurs propres solutions aux problèmes biologiques posés par l'hiver .
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Vous avez probablement entendu parler d'une des méthodes les plus courantes utilisée par les insectes pour traverser la saison la plus sombre et la plus froide: les voyages dans le temps. "Soit ils s'échappent dans l'espace, ce qui signifie qu'ils migrent, soit ils s'échappent dans le temps, ce qui signifie qu'ils deviennent dormants", explique Scott Hayward, biologiste invertébré à l'université de Birmingham. "La grande majorité devient en fait en sommeil."
Pour survivre au manque de nourriture et de chaleur en hiver, les mammifères comme les ours et les tamias ont tendance à hiberner. Alors que l'hibernation est souvent perçue comme un sommeil profond, il s'agit en réalité d'un état de dormance biologiquement distinct: les animaux en hibernation s'approvisionnent en nourriture et réduisent leur métabolisme par le biais de processus qui ne sont pas encore bien compris. Les chercheurs de la NASA étudient même des techniques qui pourraient induire l'hibernation chez l'homme, afin d'aider les astronautes à traverser des voyages dans l'espace de plusieurs années.
Les insectes ont leur propre version de ce puissant outil: la diapause. Comme lors de l'hibernation, les insectes qui se préparent à entrer en diapause tenteront généralement de chercher un abri contre le froid, explique Hayward, qui a effectué des recherches approfondies sur la dormance et la survie des insectes dans des environnements extrêmes. Cela signifie souvent qu'il faut creuser des galeries souterraines (sachez qu'en hiver, des centaines d'insectes sont peut-être en sommeil, à quelques centimètres sous vos pieds), mais que vous devez également trouver refuge dans des troncs d'arbres ou sous des rochers.
Certains insectes, comme la pyrale du maïs, ont réussi à frustrer les agriculteurs et à enthousiasmer les entomologistes en trouvant des moyens de vivre hors-sol en hiver. Ce ravageur de maïs notoire possède une extrême tolérance au froid, encore plus que les espèces en hibernation. Des études ont montré que les larves de foreurs peuvent même survivre en étant refroidies plusieurs minutes à -40 ° F. Les boulets de foreur se logent dans les tiges de maïs ou les rafles de maïs, et sont capables de survivre même lorsque l'eau à l'intérieur de son corps (mais pas à l'intérieur de ses cellules) se fige.
D'autres insectes stockent de l'antigel. En Antarctique, le moucheron antarctique incapable de voler produit de grandes quantités de sucres dans ses cellules, ce qui abaisse le point de congélation des liquides. Simultanément, la cécidomyie permet à la terre gelée d’en extraire presque chaque goutte d’eau de son corps. "L'insecte est complètement déshydraté", explique Hayward. "Alors, il ne peut pas geler." Cela aide le minuscule insecte - qui est à la fois le seul insecte et le plus grand animal terrestre de ce continent - à résister complètement au gel.
La teigne de l'ours laineux arctique passe environ 90% de sa vie dans un état gelé. La chenille de la teigne accomplit également cet exploit en produisant du sucre, en particulier l'alcool glycérol. De la même manière que la vodka peut être stockée dans le congélateur et rester liquide, ces liquides ne gèlent pas, préservant les tissus des larves de papillons de nuit et lui permettant de survivre à des températures descendant jusqu'à -70 degrés F. Le coléoptère Alaska Upis peut résister à des températures atteignant jusqu'à -100 ° C, en produisant une «molécule antigel» spéciale.
Mais la majorité des insectes ne sont pas aussi tenaces. Selon Hayward, environ 30 ° F est une limite typique pour de nombreuses espèces. C'est pourquoi de nombreux insectes ont une aire de répartition limitée aux régions tropicales du monde qui ne sont jamais soumises à des températures glaciales, comme l'Amazone envahie par les insectes ou les pays riches en moustiques d'Afrique, d'Amérique du Sud et d'Asie.
Les larves de la pyrale du maïs peuvent survivre à l'hiver gelé à l'intérieur des tiges de maïs. (WILDLIFE GmbH / Alamy Stock Photo) Cependant, le réchauffement climatique pourrait bientôt changer cette maxime et menacer les populations d'insectes du monde entier. À mesure que la Terre se réchauffe, les insectes se déplacent vers les pôles pour coloniser des zones plus chaudes qu'auparavant en été. Pourtant, beaucoup de ces insectes n'ont pas la capacité de survivre aux hivers plus froids de ces régions.
"Là où ils ne peuvent pas faire cela, ils ne peuvent pas s'établir", dit Hayward. Pendant ce temps, vers l’équateur, les températures plus clémentes perturbent les cycles de diapause des autres insectes.
Bien que la diapause soit une adaptation pour survivre à l’hiver, la température n’est pas le principal facteur qui la déclenche. Au lieu de cela, les journées plus courtes précédant l'hiver aident les corps des insectes à comprendre qu'il est temps de se préparer à la dormance. À mesure que les jours se réchauffent, les corps des insectes deviennent confus. Croyant à tort qu’il s’agit du printemps ou de l’été, ils finissent souvent par abandonner le processus de diapause pour commencer à chercher de la nourriture ou des partenaires - ce qui les laisse mal préparés pour l’hiver, dit Hayward.
Pourquoi les humains devraient-ils s'en soucier? Considérez le sort bien connu des bourdons, pollinisateur essentiel pour de nombreuses espèces de plantes et de cultures agricoles. Déjà aux prises avec la perte d'habitat et de pesticides, les populations d'abeilles sont également confrontées à des saisons changeantes. Le réchauffement des températures entraîne non seulement des automnes tardifs, mais également des printemps plus précoces, qui peuvent dérouter un membre très important de la ruche: la reine.
Les reines sont les seuls habitants de la ruche à entrer en diapause. Ils se réveillent généralement une fois par an, au printemps, et partent se forger une nouvelle colonie. Mais avec le printemps qui commence souvent plus tôt, les ruches atteignent la taille à laquelle une nouvelle reine va naître et tentent de fonder une nouvelle colonie avant le début de l'hiver, plutôt qu'au début du printemps. Leur progéniture a ensuite du mal à trouver des fleurs pour se nourrir en plein hiver et doit faire face à des températures auxquelles elle n’a pas évolué.
"Vous avez des taux de mortalité massifs", dit Hayward, "et vous avez [alors] moins de pollinisateurs l'année suivante".
Les insectes ont développé d'innombrables autres moyens pour combattre le froid. Mais lorsque la situation devient difficile, certains insectes ne deviennent pas plus difficiles, ils s'en vont. Le papillon monarque, par exemple, est bien connu pour sa stratégie d’hivernage colorée et impressionnante: emmener des centaines et des centaines de ses meilleurs amis et se diriger vers des milliers de kilomètres vers l’équateur pour éviter les températures froides.
"Il existe vraiment un nombre incroyablement varié de façons de survivre en hiver", a déclaré Hayward.
