Des papillons mobilisés contre le bioterrorisme?

L'armada de la lutte au bioterrorisme pourrait bientôt compter sur un tout nouveau type de soldat. Les qualités requises pour faire partie de ce bastion d'élite nouveau genre? Un poids plume, une vélocité hors pair et un odorat surhumain, trois qualités que des chercheurs ont trouvées chez... le sphinx, un papillon nocturne qui pourrait devenir un incontournable dans l'arsenal hypersophistiqué de la traque aux armes biologiques ou chimiques.

Des chercheurs américains ont découvert que, contrairement à la croyance populaire, le comportement du papillon de nuit n'est pas entièrement dominé par son instinct. Celui-ci a en effet la capacité d'apprendre quelles odeurs indiquent la nourriture, une aptitude qui fait en sorte que des scientifiques pourraient entraîner ledit sphinx à détecter avec justesse d'autres odeurs, dans le cas présent, celles dispersées par d'éventuelles armes biologiques ou chimiques.

Le principe est simple, s'apparentant au canari en cage que l'on gardait anciennement dans les mines de charbon. Les petits oiseaux, très sensibles aux émanations toxiques, servaient de «drapeau rouge» aux mineurs, qui, advenant leur mort, devaient quitter la mine de toute urgence pour éviter de subir le même sort. Selon l'équipe américaine rattachée à l'université de l'Ohio, il est serait possible d'entraîner les sphinx à jouer un rôle semblable, soit celui de chien de garde antibioterroriste.

«En principe, si on arrive à comprendre comment les insectes arrivent à reconnaître et à distinguer les odeurs, on peut envisager être en mesure de les "entraîner" à reconnaître toutes sortes d'autres odeurs», explique Kevin Daly, l'auteur principal de cette étude parue dans un récent numéro des Proceedings of the National Academy of Sciences.

Les spécialistes du comportement animal savaient déjà que la plupart des insectes disposent d'une réponse programmée en fonction d'une sélection de situations données, au nombre desquelles figure la possibilité de reconnaître les odeurs qui signalent la présence de nourriture ou de partenaires potentiels.

Ce qu'ils ignoraient, toutefois, c'est que ces mêmes insectes ne savent pas nécessairement tout ce qu'il faut faire instinctivement. Dans ces cas-là, ils doivent l'apprendre, explique l'entomologiste, qui a implanté de minuscules électrodes sur la tête de sphinx afin d'exercer une surveillance constante de leur activité neurologique et de leur comportement avant, pendant et après leur «entraînement».

Les chercheurs ont ainsi soumis les sphinx à deux essais différents. Le premier a servi à établir une relation directe entre la nourriture et une odeur donnée. Dans le second, les papillons étaient exposés à deux odeurs dont une seule annonçait une récompense sous forme de nourriture.

Quand les papillons percevaient une odeur en lien avec la nourriture, leur cerveau recrutait automatiquement plus de neurones, ont découvert les chercheurs. Après quelques expositions à cette même odeur, les papillons commençaient automatiquement à aspirer, même s'ils n'étaient pas récompensés avec de la nourriture. Au contraire, à force d'être confrontés à des odeurs sans lien avec la nourriture, ils ont appris à ne plus y répondre.

Quand l'odeur annonçait la proximité de la nourriture, les chercheurs ont ainsi pu mesurer une augmentation progressive du nombre des neurones qui réagissaient à cette odeur chez le sphinx captif, un accroissement qui est allé jusqu'à friser les 60 %.

C'est cette gradation de la réponse du système neurologique du sphinx qui fait dire à l'entomologiste américain que l'insecte a bel et bien appris à associer correctement une odeur à de la nourriture, qu'elle en soit à l'origine ou pas.

«Nous avons noté une reconstruction spectaculaire du réseau neurologique qui permet au sphinx de convertir l'odeur en un code que le reste du cerveau peut comprendre, explique l'entomologiste dans un communiqué publié récemment par l'agence scientifique Newswise. «Après leur apprentissage, la façon dont leur système nerveux répondait à l'odeur avait changé», note encore Kevin Daly.

Dans ses prochains travaux, l'équipe de Kevin Daly et Brian Smith — qui travaille de concert avec trois chercheurs de l'université de l'Arizona à Tucson, Thomas Christensen, Hong Lei et John Hildebrand — entend entraîner des papillons de nuit à détecter des odeurs émanant d'explosifs manufacturés. Un projet pour lequel ils ont aussi l'intention d'enrôler des abeilles...