Un serpent à sonnette imprimé en 3D révèle comment le hochet sert de signal d’avertissement

Une équipe de chercheurs de l’Université du Texas à El Paso a découvert de nouvelles preuves expliquant pourquoi le hochet du serpent à sonnette – l’un des signaux d’avertissement les plus emblématiques de la nature – a persisté et s’est avéré si efficace pendant des millions d’années. L’étude, publiée dans la revue PLOS One, montre que le bruit du hochet agit comme un puissant moyen de dissuasion pour une grande variété d’animaux et est particulièrement efficace chez les espèces qui coexistent naturellement avec les serpents à sonnette.

Dirigée par Océane Da Cunha, Ph.D., enseignante et coordinatrice des étudiants diplômés au College of Science de l’UTEP, l’équipe de recherche a conçu un serpent à sonnette robotisé réaliste imprimé en 3D avec l’aide du Fab Lab El Paso. Leur objectif : tester comment 38 espèces hébergées au zoo d’El Paso réagissaient au comportement de cliquetis. Le robot reproduisait la posture visuelle du serpent et le son authentique du hochet en utilisant de vrais hochets collectés sur des serpents décédés. En présentant aux animaux des essais contrôlés – d’abord avec de la nourriture seule, puis avec un modèle de serpent silencieux et enfin avec le modèle qui produit le son – les chercheurs ont évalué les comportements de peur et d’évitement.

Les animaux ont tous montré des réactions d’aversion accrues lorsque le hochet était activé, indiquant que la manifestation sonore fonctionne comme un moyen de dissuasion efficace. Ce que l’équipe de recherche a trouvé encore plus frappant, c’est que les espèces qui partagent leur aire de répartition naturelle avec les serpents à sonnette, comme le pécari à collier et le puma, ont présenté des réponses de peur significativement plus fortes que les espèces originaires de régions sans serpents à sonnette.

Étant donné que tous les animaux de l’étude sont nés ou ont été élevés en captivité, l’équipe de recherche a conclu que leur comportement ne pouvait pas s’expliquer par une expérience acquise.

« Ces résultats suggèrent que le hochet du serpent à sonnette a un double objectif », a expliqué Da Cunha. « Les animaux n’ayant jamais été exposés aux serpents à sonnette ont tout de même réagi fortement, ce qui soutient l’idée que le cliquetis agit comme un signal déimatique, c’est-à-dire d’effroi. Mais la réponse amplifiée chez les espèces qui partagent leur répartition actuelle avec les serpents à sonnette indique une sensibilité innée et évoluée au son du hochet. »

Cette sensibilité innée, a expliqué Da Cunha, reflète probablement le rôle du hochet en tant que signal de danger. En d’autres termes, c’est la version du serpent à sonnette d’une étiquette d’avertissement.

L’étude souligne également que le hochet du serpent à sonnette est un exemple rare de signal défensif multimodal. En produisant ce son, un serpent combine le son, la posture corporelle, la vibration de la queue et des indices visuels. L’approche de l’équipe de l’UTEP leur a permis de tester cette manifestation combinée de manière contrôlée et reproductible – ce qui a été difficile à réaliser avec des serpents vivants.

On trouve des serpents à sonnette dans toute l’Amérique, mais ils sont plus communs dans le sud-ouest des États-Unis, au Mexique et en Amérique centrale. Ils sont très adaptables et vivent dans des habitats divers, notamment les déserts, les prairies, les forêts, les collines rocheuses et les marécages, a précisé l’équipe.

« Cette recherche est une démonstration efficace de la créativité scientifique et de l’innovation interdisciplinaire », a souligné Liz Walsh, Ph.D., doyenne intérimaire du College of Science de l’UTEP. « En combinant l’ingénierie, l’écologie comportementale et la biologie de l’évolution, le Dr Da Cunha et son équipe ont fait progresser notre compréhension de l’évolution des systèmes de signalisation et des raisons de leur persistance. Leurs résultats éclairent non seulement le comportement du serpent à sonnette, mais contribuent également largement à notre connaissance de la communication animale et des interactions prédateur-proie. »

Ce travail apporte un nouveau soutien empirique à des hypothèses de longue date, mais largement non testées, sur l’origine et la fonction du hochet. Surtout, il suggère que le hochet pourrait avoir pour origine un simple comportement d’effroi (vibration de la queue) et avoir évolué progressivement en un système d’avertissement plus sophistiqué à mesure que les serpents à sonnette devenaient très venimeux et écologiquement prospères.

L’étude soulève également des questions fascinantes sur la façon dont les animaux développent des peurs innées, la rapidité avec laquelle ces traits évoluent et le rôle que jouent les signaux d’avertissement multimodaux dans la formation des écosystèmes. L’équipe de recherche espère que de futures études exploreront comment l’expérience, l’environnement et la pression évolutive influencent les réponses aux signaux dissuasifs comme le cliquetis.

Article : The multimodal display of rattlesnakes is a deterring signal that works best with sympatric species – Journal : PLOS One – DOI : 10.1371/journal.pone.0343121

Source : Texas U.