A quoi servent les zébrures chez le zèbre ?

Bonjour,

Le zèbre est un mammifère herbivore de la famille des équidés, comme le cheval et l’âne. Il vit principalement en Afrique subsaharienne, dans les savanes, les prairies et les régions montagneuses. Les trois espèces actuelles sont  le zèbre des plaines (Equus quagga), le plus répandu et vivant en grands troupeaux ; le zèbre de Grévy (Equus grevyi), le plus grand et le plus rare ; le zèbre de montagne (Equus zebra), adapté aux reliefs arides d’Afrique australe. Son pelage, formé de rayures noires et blanches, possède un motif unique, comparable à une empreinte digitale. 

Plusieurs hypothèses avancées pour expliquer le rôle de ces rayures sont débattues dans des articles scientifiques, souvent publiés en anglais. Les rayures semblent surtout contribuer à réduire les attaques de mouches piqueuses, même si d’autres fonctions sont encore discutées.

La notice de l'Encyclopédie Larousse « Zèbre » présente les trois espèces actuelles, leur classification, leur répartition et leurs principales caractéristiques : 

Mammifère équidé d'Afrique, voisin du cheval et de l'âne, à robe blanche à beige rayée verticalement de noir ou de brun sombre, dont on connaît 3 espèces. Les zèbres se rencontrent dans le sud et l’est de l’Afrique. Ils se répartissent en trois espèces : le zèbre de montagne, le zèbre de plaine et le zèbre de Grévy.

Les zèbres ont un pelage caractéristique, rayé verticalement de noir (ou brun) et de blanc (ou beige clair). Ils ont de grandes oreilles, une courte crinière dressée et une queue assez touffue à son extrémité. Ils mesurent, selon les espèces et les individus, entre 1,20 m et 1,50 m au garrot, pour 1,90 m à 2,60 m de long. Le zèbre de montagne, avec 1,20 m au garrot en moyenne, est le plus petit.

Outre la taille, les trois espèces présentent d’autres différences morphologiques. Notamment, le zèbre de montagne ressemble au cheval et hennit, tandis que celui de Grévy se rapproche physiquement plus de l’âne et brait. On peut également noter des variations dans l’aspect de leur robe, ainsi que dans la forme des oreilles : grandes et rondes chez le zèbre de Grévy, plus allongée chez les deux autres espèces.

L’épaisseur et le dessin des rayures varient selon l’espèce et, au sein de celle-ci, selon les sous-espèces et les populations. Elle présente en outre de légères différences entre les individus, un peu à la manière des empreintes digitales chez l’homme. Le zèbre de Grévy a les rayures les plus fines, les plus rapprochées et par conséquent les plus nombreuses : on en compte environ 80 par animal, contre une trentaine chez le zèbre de plaine et une quarantaine chez le zèbre de montagne. Chez le zèbre de plaine, l’épaisseur des rayures diminue progressivement chez les différentes sous-espèces, considérées du nord vers le sud. Les deux sous-espèces du zèbre de montagne présentent également des variations dans leur robe : le zèbre du Cap a de très larges rayures noires qui alternent avec des bandes beaucoup plus fines de couleur grise ou beige foncé, des rayures les plus larges, (elles sont encore plus larges sur la croupe que sur le reste du corps), en outre intercalées avec de fines bandes claires ; le zèbre de Hartmann n’a pas de rayures intercalaires, mais ses bandes noires s’élargissent et s’espacent de façon très importante sur la croupe. [...]

Les femelles font leur premier petit entre 3 et 5,5 ans selon les espèces. Elles mettent ensuite au monde un jeune tous les 1 à 3 ans. La gestation dure en moyenne de 11 à 12 mois.

Les zèbres sont herbivores. Ils se nourrissent essentiellement d’herbes, mais le zèbre de montagne apprécie aussi les feuilles, et le zèbre de Grévy le grain et les foins. Les zèbres vivent en petits groupes stables regroupant 1 mâle accompagné d'une ou plusieurs femelles et de leurs jeunes. Les jeunes mâles célibataires vivent également en groupes. Ils s’en détachent lorsqu’une jeune femelle, ayant atteint sa maturité sexuelle, quitte le troupeau maternel.

Source : Encyclopédie Larousse

Concernant le rôle des rayures, l'article sus-cité précise qu'il est mal élucidé et que les rayures pourraient jouer un rôle déroutant pour les prédateurs quand le troupeau se met en branle : l’effet visuel produit par le mélange des rayures rendrait ainsi flous les contours individuels des animaux. Elles pourraient également avoir une fonction sociale, stimulant l’attachement entre individus (Source : Ibid).

Cependant, l’idée selon laquelle les rayures rendraient les zèbres invisibles aux lions ou aux hyènes est aujourd’hui peu soutenue scientifiquement. Les modèles de vision montrent que, dans les milieux ouverts où vivent principalement les zèbres, leurs rayures ne masquent pas efficacement leur silhouette. Un léger avantage reste possible dans les boisements ou dans certaines conditions de faible luminosité. À ce sujet, il convient de lire l'article académique suivant :

Melin AD, Kline DW, Hiramatsu C, Caro T (2016) Zebra Stripes through the Eyes of Their Predators, Zebras, and Humans [Les rayures des zèbres vues par leurs prédateurs, les zèbres eux-mêmes et les humains]. PLoS ONE 11(1): e0145679.

Autres hypothèses avancées : les rayures pourraient contribuer à la reconnaissance entre individus, à la formation de troupeaux mixtes ou à certaines interactions avec les prédateurs. Une revue récente juge cette possibilité intéressante, notamment pour expliquer pourquoi les rayures varient selon les régions du corps, mais il manque encore des preuves expérimentales directes : 

Ireland, H.M. and Ruxton, G.D. (2025), Zebra stripes: the questions raised by the answers [Les rayures de zèbre : les questions soulevées par les réponses] Biol Rev, 100: 2660-2680. 

RÉSUMÉ
Plusieurs hypothèses ont été avancées pour expliquer pourquoi les trois espèces de zèbres (Equus quagga, E. grevyi et E. zebra) sont rayées. Nous examinons dans quelle mesure ces théories expliquent la nature (plutôt que simplement l'existence) des rayures. Plus précisément, nous étudions dans quelle mesure les différentes théories expliquent (i) la forme des rayures du zèbre (en particulier sur les différentes parties du corps), (ii) la variation des rayures entre les populations de zèbres et entre les espèces, et (iii) l'absence de rayures chez d'autres équidés ou d'autres grands mammifères herbivores. Les principales hypothèses débattues au cours de la dernière décennie sont la dissuasion des mouches piqueuses, la thermorégulation grâce au mouvement d’air généré par les rayures, ainsi que trois hypothèses anti-prédation : le camouflage pour éviter d’être repéré ; la coloration éblouissante pour désorienter les poursuivants ; et la communication interespèces visant à favoriser la formation de troupeaux mixtes protecteurs. Notre évaluation suggère que ces théories peinent à expliquer tous les aspects de la variation des rayures. Pour chaque théorie, nous identifions, par un raisonnement logique ou à l’aide de données empiriques, les aspects de la variation qu’elle ne parvient pas à expliquer, ou les cas où les informations font actuellement défaut. Dans ce dernier cas, nous proposons des suggestions concrètes quant aux types d’études empiriques qui seraient les plus utiles. La dissuasion des mouches piqueuses est la théorie qui bénéficie actuellement du soutien empirique le plus solide, mais cette théorie à elle seule peine à expliquer pourquoi les rayures sont si marquées chez le zèbre mais pas chez d’autres mammifères africains, ni la répartition des rayures sur le corps. 

Ces aspects peuvent s'expliquer par la théorie de la communication interespèces, mais cette théorie n'a pas encore fait l'objet d'une évaluation empirique. Nous proposons des pistes pour que les études futures puissent tirer le meilleur parti de notre cadre théorique afin de combler les lacunes les plus urgentes dans notre compréhension de cet exemple emblématique de coloration animale.

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À l’état actuel de la recherche, la fonction la mieux étayée des zébrures est la protection contre les mouches hématophages, surtout les taons, les stomoxes et les glossines. Les rayures semblent surtout agir à courte distance : les mouches approchent les zèbres, mais atterrissent moins souvent ; elles décélèrent mal et heurtent parfois le pelage au lieu de se poser ; elles restent moins longtemps et sondent moins souvent la peau. Ces résultats ont été observés sur des zèbres réels, des chevaux portant des couvertures rayées et des peaux de zèbre expérimentales. Lire ces deux articles scientifiques :

- Caro T, Argueta Y, Briolat ES, Bruggink J, Kasprowsky M, Lake J, et al. (2019) Benefits of zebra stripes: Behaviour of tabanid flies around zebras and horses. [Avantages des rayures du zèbre : comportement des tabanidés en présence de zèbres et de chevaux]. PLoS ONE 14(2): e0210831.

Résumé
La prévention des attaques de mouches piqueuses est de plus en plus considérée comme le facteur évolutif à l’origine des rayures du zèbre, bien que le mécanisme précis par lequel ces rayures atténuent les attaques des ectoparasites reste inconnu. Nous avons étudié le comportement des tabanidés (taons) à proximité de zèbres des plaines en captivité et de chevaux domestiques de couleur uniforme vivant dans un haras en Grande-Bretagne. Les observations ont montré que moins de tabanidés se posaient sur les zèbres que sur les chevaux par unité de temps, bien que les taux de tabanidés tournoyant autour ou effleurant brièvement le pelage des zèbres et des chevaux ne diffèrent pas. Lors d’une expérience au cours de laquelle des chevaux ont porté successivement des manteaux en tissu de différentes couleurs, ceux arborant un motif rayé ont subi des taux nettement plus faibles de contact et de pose des tabanidés sur leur pelage que les mêmes chevaux vêtus de noir ou de blanc ; toutefois, aucune différence n’a été observée dans les taux d’attaque visant leur tête nue. Des analyses vidéo distinctes et détaillées ont montré que les tabanidés s’approchaient plus rapidement des zèbres et ne ralentissaient pas avant de les toucher ; proportionnellement, davantage de tabanidés se contentaient d’effleurer le pelage des zèbres plutôt que de s’y poser, par rapport aux chevaux. Prises dans leur ensemble, ces conclusions indiquent que, de près, les surfaces rayées empêchaient les mouches d’effectuer un atterrissage contrôlé, mais n’influençaient pas le comportement des tabanidés à distance. Pour se défendre contre les mouches, les zèbres agitaient la queue et s’enfuyaient pour échapper à la nuisance, tandis que les chevaux présentaient des taux plus élevés de contractions cutanées. En raison des rayures des zèbres, très peu de tabanidés ont réussi à se poser sur eux et, compte tenu de leur comportement imprévisible, rares sont ceux qui y sont restés longtemps ou qui ont tenté de leur sucer le sang.

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- Tombak, K.J., Gersick, A.S., Reisinger, L.V. et al. Zebras of all stripes repel biting flies at close range. [Les zèbres, quelles que soient leurs rayures, repoussent les mouches piqueuses à courte distance] Sci Rep 12, 18617 (2022)

Résumé

L'hypothèse la plus plébiscitée pour expliquer pourquoi les zèbres ont des rayures est que celles-ci repoussent les mouches piqueuses. Si cet effet est bien établi, le mécanisme qui le sous-tend reste toutefois difficile à cerner. Une multitude d'hypothèses ont été avancées, mais peu d'expériences ont permis de restreindre le champ des explications possibles. De plus, les caractéristiques visuelles complexes du pelage réel des zèbres et la variation naturelle de la largeur des rayures ont été largement négligées dans les protocoles expérimentaux. Lors d’expériences de terrain de type « choix apparié » menées dans une savane kenyane, nous avons constaté que les mouches Stomoxys affamées, relâchées dans un enclos, préféraient nettement se poser sur des peaux d’impalas de couleur beige uniforme plutôt que sur des peaux de zèbres rayées ; elles ne montraient toutefois aucune préférence entre les peaux des espèces de zèbres présentant les rayures les plus larges et celles présentant les rayures les plus étroites. Nos résultats confirment que les rayures du zèbre repoussent les mouches piqueuses dans des conditions naturelles et qu’elles le font à courte distance (ce qui suggère que plusieurs des mécanismes supposés agir à distance ne sont pas nécessaires à l’effet de répulsion des mouches), mais indiquent que la variation interspécifique de la largeur des rayures est associée à des pressions de sélection autres que celles exercées par les mouches piqueuses.

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Les rayures du zèbre ne servent donc probablement pas à rendre le zèbre invisible de loin mais perturberaient plutôt la vision ou le contrôle du vol des mouches au dernier moment, les empêchant de se poser correctement. Si la fonction de protection contre les mouches piqueuses est établie, le mécanisme précis est difficile à cerner et peine à expliquer toutefois les rayures si marquées chez le zèbre et la répartition des rayures sur le corps.

Une étude plus récente suggère que le contraste élevé et les bandes fines empêchent la formation de grandes surfaces sombres, attractives pour les taons : 

Tim Caro, Eva Fogg, Tamasin Stephens-Collins, Matteo Santon, Martin J. How; Why don't horseflies land on zebras ? [Pourquoi les taons ne se posent-ils pas sur les zèbres ?]. J Exp Biol 15 February 2023; 226 (4): jeb244778.

RÉSUMÉ
Les rayures dissuadent les taons (tabanidés) de se poser sur les zèbres et, bien que plusieurs mécanismes aient été proposés, ces hypothèses n’ont pas encore été vérifiées de manière satisfaisante. Dans cette étude, nous avons examiné trois mécanismes visuels susceptibles d’empêcher les tabanidés de se poser (aliasing, contraste et polarisation), tout en étudiant également la taille des éléments du motif à l’aide d’enregistrements vidéo de taons autour de pelages présentant différents motifs, placés sur des chevaux domestiques. Nous avons constaté que les taons évitent de se poser sur des rayures à fort contraste, mais pas sur celles à faible contraste, imprimées sur le pelage des chevaux. Nous n’avons trouvé aucune preuve indiquant que les taons soient attirés par les pelages reflétant mieux la lumière polarisée. Les taons étaient légèrement moins attirés par les motifs à carreaux réguliers que par les motifs irréguliers, mais cet effet n’était pas suffisamment marqué pour étayer l’hypothèse d’une perturbation du flux optique due à l’aliasing. Cela s’explique plus probablement par une attraction vers les grandes taches sombres présentes dans les motifs à carreaux irréguliers, une idée corroborée par la comparaison des atterrissages avec la taille des motifs sombres présents sur les différentes robes. Notre hypothèse de travail concernant les principales caractéristiques antiparasitaires de la robe du zèbre est que ses rayures sont finement dessinées et étroites, car ces caractéristiques éliminent spécifiquement la présence de grandes taches sombres monochromes qui attirent fortement les taons à courte distance.

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Espérons que de prochaines études scientifiques nous apporteront bientôt une compréhension encore plus fine de la robe des zèbres !

Pour un dossier complet sur les zèbres (histoire évolutive, morphologie, mode de vie, reproduction, écologie et menaces), voir zèbre[faune] de l'Encyclopédie Larousse.

Le Musée Nationale d'Histoire Naturelle (MNHN) donne des informations précises (mode de vie, habitat, alimentation, etc.) sur le Zèbre de Grévy et le Zèbre de Grant (la plus petite des 6 sous-espèces de zèbres des plaines et la plus commune).

Dans son article du 16 mai 2023 D’où viennent les rayures et les autres motifs des animaux ?, le MNHN présente une synthèse des mécanismes de formation des motifs biologiques.

Bien à vous