Des scientifiques ont recréé les chants d’insectes fossilisés vieux de 165 millions d’années, découvrant que le monde jurassique était acoustiquement beaucoup plus riche qu’on ne le pensait. L’étude, publiée le 25 août dans les comptes rendus de l’Académie nationale des sciences (PNAS), révèle même qu’une espèce communiquait en ultrasons. Leurs travaux ont été publiés aux côtés d’échantillons audio des appels reconstruits.
Des fossiles exceptionnels découverts en Chine
L’équipe de recherche s’est penchée sur vingt spécimens fossilisés retrouvés en Mongolie intérieure, en Chine, comme le détaille le texte. Ces fossiles ont préservé avec une précision remarquable les structures des ailes qu’utilisaient les insectes pour produire des sons. Les travaux se sont concentrés sur neuf espèces éteintes apparentées aux grillons et aux sauterelles modernes de l’ordre des Orthoptères.
Contrairement aux vertébrés, ces animaux ne disposent pas de cordes vocales. Ils utilisent un processus de stridulation qui consiste à frotter des parties du corps dotées de crêtes rigides. L’espacement de ces crêtes, leur nombre ainsi que la surface vibrante déterminent directement le rythme et la hauteur des appels émis.
Edmund Jarzembowski, associé scientifique au Natural History Museum de Londres, qui n’était pas impliqué dans l’étude, cité par Smithsonian magazine, a indiqué que l’avantage des insectes fossiles réside dans leur capacité à préserver leurs instruments et leurs récepteurs sur leur squelette externe rigide, contrairement à de nombreux autres animaux.
Lasers, modélisation informatique et intelligence artificielle
Pour percer le secret de ces sons disparus, les chercheurs ont d’abord analysé le comportement d’insectes vivants en s’appuyant sur des caméras à haute vitesse et une technique appelée vélocimétrie laser Doppler pour mesurer la manière dont les ailes des insectes modernes bougeaient et vibraient lors de la stridulation. Ces mesures ont permis de concevoir un modèle informatique testant l’influence des structures alaires sur la fréquence acoustique.
Ensuite, l’équipe a élaboré des modèles bidimensionnels à partir des ailes fossilisées pour nourrir ce même modèle informatique, en prenant également en compte les relations évolutives entre les insectes éteints et leurs proches parents vivants. L’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique ont complété la démarche pour prédire les motifs des chants anciens, donnant vie à neuf reproductions sonores distinctes.
Une communication ultrasonore avant l’apparition des chauves-souris
La plupart des insectes étudiés émettaient des sons de basse fréquence, autour de cinq kilohertz, produisant des tonalités claires ou « pure tone » comparables à celles des grillons d’aujourd’hui. Mais l’analyse d’un parent du katydid nommé Sigmaboilus peregrinus a réservé une surprise de taille aux scientifiques.
Cette espèce communiquait dans une fourchette comprise entre 20 et 22 kilohertz, soit dans la zone des ultrasons située au-dessus de la limite supérieure de l’audition humaine. « The first time we reconstructed the song and saw it was over 20 kilohertz, we were so excited, » a déclaré Jun-Jie Gu, professeur d’entomologie à la Sichuan Agricultural University, dans des propos rapportés par le New York Times et repris par The Times of India.
Cette découverte apporte des implications pour l’évolution biologique des Orthoptères. Il avait été théorisé que les insectes stridulants produisant des ultrasons y étaient poussés par l’ouïe précise des chauves-souris. Les chauves-souris n’existant pas encore à l’époque de S. peregrinus, les chercheurs avancent d’autres raisons, comme une tentative d’échapper à la détection d’autres prédateurs ou une stratégie d’accouplement pour s’élever au-dessus du vacarme de la nuit dans la jungle du Jurassique.