Newswise — MONTRÉAL, November 21, 2011 – Natural selection has played a role in the development of the many skins patterns of the tiny Ranitomeya imitator poison dart frog, according to a study that will be published in an upcoming edition of American Naturalist by University of Montreal biologist Mathieu Chouteau. The researcher’s methodology was rather unusual: on three occasions over three days, at two different sites, Chouteau investigated the number of attacks that had been made on fake frogs, by counting how many times that had been pecked. Those that were attacked the least looked like local frogs, while those that came from another area had obviously been targeted.
The brightly coloured frogs that we find in tropical forests are in fact sending a clear message to predators: “don’t come near me, I’m poisonous!” But why would a single species need multiple patterns when one would do? It appears that when predators do not recognize a poisonous frog as being a member of the local group, it attacks in the hope that it has chanced upon edible prey. “When predators see that their targets are of a different species, they attack. Over the long term, that explains how patterns and colours become uniform in an area,” said Bernard Angers, who directed Chouteau’s doctoral research.
A total of 3,600 life-size plasticine models, each less than one centimetre long, were used in the study. The menagerie was divided between two carefully identified sites in the Amazon forest. “The trickiest part was transporting my models without arousing suspicion at the airport and customs controls,” Chouteau said. He chose plasticine following a review of scientific literature.
“Many scientists have successfully used plasticine to create models of snakes, salamanders and poison dart frogs.” The Peruvian part of the forest proved to be ideal for this study, as two radically different looking groups of frogs are found there: one, living on a plain, has yellow stripes, and the other, living on a mountain, has green patches. The two colonies are ten kilometers apart. 900 fake frogs were placed in each area in carefully targeted positions. Various combinations of colours and patterns were used.
Chouteau was particularly surprised by the “very small spatial scale at which the evolutionary process has taken place.” Ten kilometers of separation sufficed for a clearly different adaptation to take place. “A second surprise was the learning abilities of the predator community, especially the speed at which the learning process takes place when a new and exotic defensive signal is introduced on a massive scale,” Chouteau said.
This process could be at origin of the wide range of colour patterns that are observed not only in frogs but also many species of butterflies, bees, and other animals. Mathieu Chouteau is in fact currently undertaking post-doctoral research into the Heliconius genus of butterfly. “Considering that this kind of project requires regular field work, I have taken up residence in the small town of Tarapoto, where I am responsible for the opening of a research centre that will facilitate the study of neotropical butterfly mimicry,” he said.
Source : Mathieu-Robert Sauvé, Université de MontréalMathieu Chouteau is currently in Peru, where he is undertaking postdoctoral research in collaboration with the Muséum national d’Histoire naturelle in Paris. Liens:• The Role of Predators in Maintaining the Geographic Organization of Aposematic Signals, American Naturalist : www.jstor.org/stable/10.1086/662667• Département de sciences biologiques de l'Université de Montréal : www.bio.umontreal.ca
Les coloris des dendrobates sont associés à la prédationPour diffusion immédiateMONTRÉAL, le 21 novembre 2011 – Dans un article à paraitre en décembre dans American Naturalist, Mathieu Choteau du Département de sciences biologiques de l'Université de Montréal conclut à la prédation comme facteur de sélection naturelle dans l'élaboration des multiples motifs chez l'espèce Ranitomeya imitator, une grenouille de moins de un centimètre aux coloris variés. La méthodologie est plutôt originale. À trois reprises pendant trois jours, dans deux sites, Mathieu Chouteau a relevé les attaques sur des fausses grenouilles – principalement des coups de becs. Les moins attaquées étaient celles qui ressemblaient le plus aux espèces locales, alors que celles qui en étaient le plus éloignées portaient des traces d'agressions. Les grenouilles aux couleurs vives qu'on aperçoit dans les forêts tropicales humides lancent un message clair aux prédateurs: ne m'approchez pas, car je suis empoisonnée! Mais pourquoi certaines sont vertes avec un motif de léopard et d'autres lignées jaune tout en appartenant à la même espèce? Vraisemblablement parce que les prédateurs locaux goutent les individus qu'ils n'associent pas aux batraciens locaux en espérant que ces grenouilles soient comestibles. «Quand les prédateurs voient qu'ils ont affaire à une espèce différente, ils l'attaquent. À long terme, cela expliquerait l'unité dans les motifs et les coloris», dit Bernard Angers, qui a dirigé la recherche doctorale de M. Chouteau.Ce sont en effet un total de 3,600 modèles en pâte à modeler qui ont permis à Mathieu Choteau de documenter un fait déterminant dans l'évolution des coloris et motifs de dendrobates: le rôle des prédateurs. Le chercheur réparti ce bestiaire dans des sites préalablement désignés au milieu de la forêt amazonienne. «Le plus dur a été de transporter mes modèles sans éveiller les soupçons lors des contrôles aéroportuaires et douaniers», raconte le chercheur. Pourquoi la pâte à modeler pour observer la prédation? Le doctorant a eu cette idée en parcourant la littérature scientifique. «On a recouru avec succès à des modèles en pâte à modeler pour les serpents, les salamandres et aussi les dendrobates», mentionne Mathieu Chouteau. On avait dans la forêt péruvienne un terrain idéal pour tester l'hypothèse, puisque deux colonies de grenouilles radicalement différentes y ont été observées: l'une, fréquentant la plaine, est lignée jaune et l'autre, au sommet d'une montagne, est tachetée de vert... Les deux colonies sont séparées d'environ 10 kilomètres. 900 fausses grenouilles ont été déposées dans les deux sites à des endroits bien ciblés. Quant aux coloris et aux motifs, ils différaient selon plusieurs combinaisons.Ce qui l'a le plus surpris dans cette recherche, c'est «la très petite échelle spatiale à laquelle les processus évolutifs ont lieu». Dans le cas de la dendrobate en question, une distance de moins de 10 kilomètres suffit pour démontrer une adaptation clairement différente. «Une seconde surprise aura été la capacité d’apprentissage des communautés de prédateurs, mais surtout la vitesse avec laquelle ce processus s’amorce lorsqu’un nouveau signal aposématique exotique est massivement introduit», commente le biologiste.«Nous avons prouvé de manière empirique que les prédateurs aviaires peuvent reconnaitre et éviter les signaux aposématiques dans divers sites», écrit-il en conclusion de son article. Ce processus pourrait être à l’origine de la grande diversité de patrons de coloration observée non seulement chez les grenouilles mais aussi chez de nombreuses espèces de papillons, d'abeilles et d'autres animaux. L’objet du stage postdoctoral de Mathieu Choteau est d’ailleurs d’expliquer le polymorphisme chez les papillons du genre Heliconius. «Étant donné qu’un tel projet demande d’être sur le terrain régulièrement, je me suis installé dans la petite ville de Tarapoto, où je suis responsable d’implanter un centre de recherche permettant de faciliter les études sur les papillons mimétiques néotropicaux», précise-t-il par courriel.Source : Mathieu-Robert Sauvé, Université de MontréalMathieu Chouteau est actuellement au Pérou, où il poursuit un postdoctorat en collaboration avec le Muséum national d’histoire naturelle de Paris.Liens:• The Role of Predators in Maintaining the Geographic Organization of Aposematic Signals, American Naturalist : www.jstor.org/stable/10.1086/662667• Département de sciences biologiques de l'Université de Montréal : www.bio.umontreal.caPersonne ressource:William Raillant-ClarkAttaché de presse internationalUniversité de MontréalTél: 514-343-7593 | [email protected] | @uMontreal_News
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