Why the hell am I in Panama?

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Many people wanted to receive regular news from my Panama adventures, and I therefore promised to maintain a blog along the way. I arrived here on June 3rd, we are now the 16th. Obviously, I was stuck in front of a white page for way too long. But the time to start has come. And to start off a good foot, I will answer one question that you faced me with… too often. Why the hell am I in Panama?

 

Well, I won’t lie by saying that the climate, the sea and the tropical rainforest had no part in my pondering. However, the main reason why I came here is a really cool research project. I study a relatively unknown butterfly called Eumaeus godartii (Boisduval, 1870), also known as the White-Tipped Cycadian. This butterfly feeds off a living fossil, Zamia stevensonii. This plant is part of the cycads, a group of gymnosperm plants with naked seeds that is somewhat related to conifers and ginkgos. Ok, taxonomists are still arguing if this plant is really a distinct species (Z. stevensonii) or an isolated population of Zamia elegantissima, but I will let true botanists tear each other apart on the matter. Our dear Zamia, as many cycads, bears particularly tough leaves, and is protected by a group of toxins that prove dangerous for, well anything with DNA (which happens to include all currently known life forms). When these toxins are cleaved, we obtain methylazoxymethanol (MAM) which can cleave the chemical bonds that hold DNA together, thus causing mutations and tumors in both plants and animals. Only a few animals are able to feed off these cycads by maintaining a chemical bond between a sugar and the MAM, therefore rendering it harmless. Eumaeus godartii is one of those select few.

 ImageZamia stevensonii in its natural habitat. The plant is roughly 60 cm tall and bears a female cone at the apex (Photo: Nicolas Chatel-Launay).

This is great, but why bother? I’m actually interested in aposematism. It is a defence strategy that deters predators. An animal can for example sport flashy colors, or produce a strong odour, to tell predators that they should think twice before taking a bite. Often cited as example, the Monarch butterfly enjoys a showy orange coloration to tell predators that it contains cardenolides, which will provoke heavy vomiting if a predator is stupid enough to try eating it. The White-Tipped Cycadian uses the same strategy. The caterpillars, pupae and adults share showy and colourful patterns. As in many animals that use aposematism, the caterpillars often eat on the top side of leaves where they are quite visible. The adults are also very easy to catch, as they fly slowly and lazily. Now, a little security tip for those of you who have never set foot in a tropical forest: if an animal is very colourful, and it seems totally unafraid of you, there is most likely a good reason. DO NOT TOUCH IT! Bringing it back to my caterpillars. Unless you are foolish enough to eat one, there is no danger. As for my research project, there are a few questions swirling in my brain. What is the link between the quantity of toxin in an animal and the intensity of its warning displays? What impact would a change in their food have on their toxicity and on the intensity of their coloration? Will pigmentary colours (formed by chemical pigments) and structural colours (formed by the refraction of light through transparent scales), both being present in Eumaeus godartii, change in the same way following a change in the food or in the toxin concentration? To put it all in one sentence, I am trying to find out if the intensity of visual displays is an honest indicator of an animal’s actual toxicity.

 

Now if we leave theory behind, I first had to find caterpillars. I passed the last two weeks heavily depressed because, after covering whole areas of tropical forest filled with cycads, I could not find a single caterpillar. I will spare you the mosquitoes, the heat, the oppressing humidity (did I mention it’s raining season right now), the shrubs covered with nasty stinging ants, the wasps and the snakes I fear to find under each pile of leaves.

ImageThe forest is colonized by acacias that are protected by small armies of ants. They are fed by the shrub, and in exchange, they use their stinger and powerful venom to defend it against any animal that mistakenly brushes the plant. I can tell you that we learn real fast to stay clear after a few very painful stings (Photo: Nicolas Chatel-Launay).

Oh yes! Thursday June 5th, I found a dozen eggs… that hatched an eon or two ago, with no sign of a caterpillar to be found. Last Friday (June 13th), I finally found the longed for caterpillars!

ImageCaterpillars of Eumaeus godartii feeding off a young Z. Stevensonii frond (Photo: Nicolas Chatel-Launay).

The next step is to find out if they will agree to survive in a lab. If I am incredibly lucky, they will accept to develop with artificial food. It would be great, because I know the exact composition of this food and I can tweak it with precision. If I am reasonably lucky, the caterpillars will accept artificial food enriched with cycad extract. I will then have to standardize the extract to create diets that can be compared statistically. Now I might be stuck with ungrateful mouths to feed that refuse anything other than their favorite plant. I will then have to feed them off leaves of different quality or age, analyse all leaves chemically, and find a way to include that in a decent statistical test. I hope I never have to think about this.

 

This being said, I hope you enjoyed the reading. I will give you more news soon. Depending on how I feel, it might involve awesome seafood, my newfound love for air conditioning or Panama Ciudad’s nightlife. We’ll see next time.

 

Mais qu’est-ce que je fiche au Panama?

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Beaucoup de personnes voulaient recevoir de mes nouvelles régulièrement depuis le Panama, et j’avais promis à plusieurs d’écrire un blog tout au long de mon voyage. Bon je suis arrivé le 3 juin, nous sommes le 16. Il va sans dire que j’ai souffert d’un horrible syndrome de la page blanche. Mais voilà je me lance. Et pour commencer en beauté, je vais répondre à une question qu’on m’a lancé… souvent. Mais qu’est-ce que je vais faire au Panama ?

 Je ne vous cacherai pas que le climat, la mer et la forêt tropicale ont pesé dans la balance. La raison principale reste un projet vraiment chouette. J’étudie une espèce de papillon peu étudiée appelée Eumaeus godartii (Boisduval, 1870), aussi connu sous le nom d’eumenia de Godart. Ce papillon se nourrit d’en véritable fossile vivant, Zamia stevensonii. Cette plante fait partie de l’ordre cycadales, des plantes gymnospermes à graine nue apparentées aux conifères et aux ginkgos. Bon, les taxonomistes ne s’entendent pas si cette plante est vraiment une espèce distincte (Z. stevensonii) ou une population isolée de Zamia elegantissima, mais je laisse les botanistes s’entre-déchirer à ce sujet. Bref, cette fameuse Zamia, comme beaucoup de cycadales, porte des feuilles particulièrement coriaces, et contient un groupe de toxines potentiellement dangereux pour toute chose dotée d’ADN (tous les êtres vivants actuellement connus). En décomposant ces toxines, on obtient du méthylazoxyméthanol (MAM) qui va briser les liens chimiques qui forment l’ADN et causer des mutations et éventuellement des tumeurs chez les animaux et les plantes. Seules quelques espèces d’animaux sont capables de consommer des cycadales en maintenant une liaison chimique entre un sucre et le MAM, le rendant ainsi inefficace. Eumaeus godartii est une de ces quelques espèces.

 ImageZamia stevensonii dans son habitat naturel. La plante fait environ 60 centimètres de haut et porte à sa cime un cône femelle (Photo : Nicolas Chatel-Launay).

Tout ça est bien joli, mais à quoi ça sert ? Je m’intéresse en fait à l’aposématisme. Il s’agit d’une stratégie de défense contre les prédateurs. Un animal peut, par exemple, être très coloré, ou encore émettre une odeur nauséabonde, afin d’avertir les prédateurs potentiels qu’il vaut mieux ne pas approcher. Souvent donné en exemple, le papillon monarque est paré d’une belle couleur orange pour avertir les prédateurs qu’il contient des cardénolides, capables de provoquer de forts vomissements chez tout oiseau ou mammifère qui aurait fait l’erreur de l’avaler. L’eumenia de Godart utilise la même stratégie. Autant ses chenilles, que les chrysalides ou les adultes, sont parés de très belles couleurs. Comme chez beaucoup d’animaux utilisant l’aposématisme, les chenilles n’hésitent pas à manger depuis la face supérieure des feuilles où elles sont très visibles. De la même façon, l’adulte est particulièrement facile à capturer vu son vol lent et paresseux. Pour ceux et celles d’entre vous qui n’êtes jamais allés en forêt tropicale, voici une règle de sécurité. Règle générale, si c’est très voyant, et que ça n’a pas l’air d’avoir peur de vous, il y a une bonne raison, PAS TOUCHE ! Revenons à mes chenilles. À moins de faire l’erreur d’en manger, il n’y a rien à craindre. Pour ce qui est de mon projet, quelques questions me turlupinent. Quel est le lien entre la quantité de toxine dans un animal et l’intensité des avertissements envoyés aux prédateurs ? Quel impact aura un changement d’alimentation sur leur toxicité, sur l’intensité de leurs couleurs ? Est-ce que les couleurs pigmentaires (formées par des pigments chimiques) et structurelles (formées par la réfraction de la lumière à travers des écailles transparentes), qui sont toutes les deux présentes chez Eumaeus godartii, évolueront de la même façon suite à un changement d’alimentation ou de toxicité ? Pour le ramener à une simple phrase, je cherche à savoir si l’intensité des signaux d’avertissement est un indicateur honnête de la toxicité d’un animal.

Maintenant, sortons de la théorie. Il a d’abord fallu trouver des chenilles. J’ai passé les deux dernières semaines à déprimer parce que j’avais beau traverser de long en large une forêt tropicale remplie de cycadales, je n’en trouvais pas une seule. Je vous fais grâce des moustiques, de la chaleur et de l’humidité étouffante (est-ce que j’ai mentionné qu’on est en pleine saison des pluies), des arbustes couverts de fourmis piqueuses, des guêpes et des serpents qu’on risque de rencontrer sous chaque amas de feuilles.

ImageLa forêt est colonisée par des acacias protégés par des armées de fourmis. Elles sont nourries par l’arbuste et sont munies de dards et d’un venin puissant qu’elles utilisent en échange pour punir tout animal qui ferait l’erreur d’effleurer la plante. On apprend très vite à éviter cet arbre suite aux piqures très douloureuses (Photo : Nicolas Chatel-Launay).

Oh oui, jeudi le 5 juin, j’ai trouvé une dizaine d’œufs éclos depuis belle lurette, sans aucune trace de chenilles à l’horizon. Finalement, vendredi dernier (13 juin) j’ai finalement déniché les fameuses chenilles !

 ImageChenilles d’Eumaeus godartii se nourrissant sur une jeune fronde de Z. stevensonii (Photo : Nicolas Chatel-Launay).

La prochaine étape, c’est de voir si elles vont survivre en labo. Si je suis très chanceux, elles vont pourvoir se développer avec de la nourriture artificielle. Ce serait merveilleux, parce que j’en connais la composition chimique exacte, et je peux la modifier avec précision. Si je suis moins chanceux, elles accepteront de consommer de la nourriture artificielle à laquelle j’ajouterai de l’extrait de cycadale. Il faudra alors que je trouve un moyen de standardiser l’extrait pour créer des régimes comparables statistiquement. Il se peut que je me retrouve face à des bouches ingrates à nourrir, refusant quoi que ce soit d’autre que leur plante préférée. Je devrai alors me battre à les nourrir avec des plantes de différente qualité ou d’âge différent, analyser ces plantes chimiquement, et trouver un moyen de rentrer toutes ces données dans une analyse statistique potable. J’espère ne pas en arriver là.

Sur ce, j’espère que vous avez aimé cette lecture. Je vous redonnerai des nouvelles bientôt. Ça dépendra de mon humeur, mais je risque d’aborder les fruits de mers, mon nouvel amour pour l’air climatisé ou de la vie nocturne de Panama Ciudad. À plus !