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Lorsque des biologistes ont trouvé trois étourneaux de Micronésie, menacés localement, morts dans leur nichoir à Guam en 2017, le coupable était évident. Les oiseaux sont une cible fréquente des serpents arboricoles bruns envahissants. Ce qui était déroutant, c’était de savoir comment un serpent avait réussi à s’introduire dans le nid en premier lieu. Le nichoir se trouvait au sommet d’un tuyau d’acier que les scientifiques pensaient trop grand pour les tactiques d’escalade habituelles du serpent brun arboricole.

Mais une caméra-piège infrarouge pointée sur le nid a fourni des séquences chronologiques de type CCTV de l’effraction : un serpent avait enroulé son corps autour du tuyau d’acier et s’était tortillé jusqu’au sommet en un peu plus de 15 minutes. C’était la première fois que les biologistes de la faune Thomas Seibert et Martin Kastner voyaient ce comportement dans la nature.

Mais l’année précédente, les scientifiques avaient été témoins de ce comportement dans un laboratoire. En essayant de trouver des stratégies pour empêcher les serpents d’atteindre les nichoirs, les scientifiques avaient placé un tuyau de poêle de trois pieds de haut et de huit pouces de large sur la moitié supérieure d’un poteau métallique de six pieds de haut. Ils ont fixé une large plate-forme au sommet de laquelle se trouvaient deux souris vivantes dans une cage et ont placé l’engin dans un enclos contenant 58 serpents. En examinant les séquences time-lapse de la mise en place prises la nuit, ils ont vu un serpent enrouler sa queue autour du poteau, saisir l’autre extrémité de son corps pour former une boucle sécurisée et se faufiler jusqu’au sommet.

« Nous nous sommes regardés en état de choc total parce que ce n’était pas quelque chose à quoi nous nous attendions ou que nous avions déjà vu », dit Seibert. « Nous avons dû regarder cela encore et encore juste pour être sûrs de voir ce que nous pensions voir. »

La stratégie d’escalade inattendue est une forme unique de locomotion des serpents qui n’a jamais été observée auparavant. Les scientifiques décrivent le mouvement des serpents, qu’ils baptisent « locomotion au lasso », dans une étude publiée aujourd’hui dans la revue Current Biology. « Je n’aurais jamais pensé dans mes rêves les plus fous qu’un serpent se déplacerait de cette manière », déclare le coauteur et spécialiste en biomécanique de l’Université de Cincinnati, Bruce Jayne, qui étudie la locomotion des serpents depuis plus de 40 ans.

La découverte permet de mieux comprendre pourquoi les serpents bruns arboricoles ont été si dévastateurs pour les oiseaux de Guam, et aidera les défenseurs de l’environnement à concevoir de nouveaux outils pour protéger les oiseaux, comme les étourneaux de Micronésie, qui restent.

Afin de mieux comprendre la locomotion au lasso, les chercheurs ont mis en place une nouvelle expérience en 2019 au laboratoire des serpents bruns arboricoles de l’United States Geological Survey à Guam, qui encouragerait le comportement. Ils ont échangé le grand tuyau de poêle contre un tuyau de poêle plus petit, de six pouces de diamètre, provenant de Home Depot, et ont surmonté le tuyau d’une cage contenant une souris morte comme appât. Ils ont placé le tuyau dans un enclos abritant 15 serpents arboricoles bruns.

Cinq d’entre eux se sont accrochés et ont effectué l’ascension en utilisant la locomotion au lasso.

La découverte a eu des conséquences immédiates. Les biologistes ont rapidement déplacé les nichoirs qui avaient été placés sur des poteaux de la même taille ou plus petits que le tuyau de poêle utilisé lorsque le comportement a été observé pour la première fois, explique la coauteur principale et biologiste de la faune de l’Université d’État du Colorado, Julie Savidge. L’équipe a également présenté la première vidéo de montée au lasso lors d’une réunion annuelle des chercheurs sur le serpent brun arboricole en 2016.

« Je pense que tout le monde a été étonné par la vidéo », déclare le biologiste Haldre Rogers de l’université d’État de l’Iowa, qui étudie l’impact des pertes d’oiseaux à Guam et n’a pas participé à la nouvelle étude. « C’est la première fois que les gens avaient passé beaucoup de temps à regarder comment monter des cylindres. »

Les serpents arboricoles bruns sont nocturnes et passent la plupart de leur temps en équilibre sur les branches à la cime des arbres. Ils sont bien adaptés pour enjamber l’espace ouvert entre les branches afin de se déplacer dans les forêts, tant dans leur habitat d’origine, au nord et à l’est de l’Australie et en Nouvelle-Guinée, qu’à Guam, où les humains les ont accidentellement introduits dans les années 1940.

Les serpents grimpent normalement aux arbres en utilisant la locomotion en accordéon, du nom du cousin hexagonal de l’accordéon. Dans l’escalade en accordéon, les serpents s’agrippent à un tronc d’arbre ou à un poteau à deux points d’ancrage. Comme les grimpeurs, les serpents utilisent le haut de leur corps pour se hisser vers le haut, puis établissent une prise avec le bas de leur corps. Lorsque leur prise inférieure est stable, les serpents répètent le processus pour escalader la structure.

Contrairement aux serpents utilisant la locomotion en accordéon, les serpents grimpant au lasso n’ont qu’un seul point d’ancrage, la boucle autour du cylindre. Une légère courbure du lasso se déplace le long du corps du serpent, de sa tête vers sa queue, déplaçant lentement le serpent vers le haut et créant son ascension régulière.

La locomotion du lapin rejoint quatre autres types de locomotion des serpents reconnus depuis plus de 100 ans. Cette méthode est le moyen le plus lent et le plus éprouvant pour les serpents de se déplacer. En moyenne, il faut environ deux heures à un serpent pour parcourir seulement trois mètres, explique M. Savidge. Les serpents font de fréquentes pauses pendant cette tactique épuisante pour reprendre leur souffle. Parfois, ces pauses durent de 10 à 15 minutes.

Maintenant que les scientifiques savent que les serpents bruns arboricoles peuvent grimper de cette façon, ils peuvent créer de meilleures protections pour les oiseaux vivant à Guam.

« Cela ouvre plus de potentiel pour nous permettre de développer des choses à l’épreuve des serpents, tout ce que nous voulons empêcher les serpents d’entrer », dit Rogers. « Nous savons qu’ils peuvent accéder à toutes sortes de choses, mais les grands poteaux téléphoniques sont relativement imperméables aux serpents. »

Parce que les grands poteaux électriques ne sont pas présents sur l’ensemble de Guam, Savidge et Seibert testent également de nouvelles structures de nichoirs sur de minces poteaux métalliques qui sont protégés par un cône qui est le plus petit en bas et s’évase en haut. L’idée est que si un serpent tente de grimper au lasso sur le cône, il devrait relâcher sa prise au fur et à mesure de son ascension, ce qui le ferait tomber.

Les nouveaux dispositifs seraient distribués sur toute l’île pour aider à reconstituer la population d’étourneaux de Micronésie. Dans les années 1990, les serpents arboricoles bruns avaient fait disparaître localement dix espèces d’oiseaux micronésiens sur Guam. Les étourneaux de Micronésie sont les seuls oiseaux arboricoles restants sur l’île, et ils sont limités à deux zones : La base aérienne d’Andersen, et une petite île au large de la pointe sud-ouest de Guam que les serpents ont envahie en 2019.

La perte des espèces d’oiseaux locales de Guam a causé des ravages dans son écosystème car les oiseaux répandent des graines et mangent des insectes. Les recherches de Rogers ont montré que la croissance des nouveaux arbres a diminué jusqu’à 92 % après la perte des oiseaux disperseurs de graines.

La locomotion au lasso montre à quel point les serpents peuvent être créatifs lorsqu’ils sont confrontés à un nouveau défi.

« Parfois, je pense que nous nous concentrons sur d’autres caractéristiques des envahisseurs, comme leur régime alimentaire ou leur habitat », explique Savidge. « Et nous devons nous rappeler que les capacités locomotrices sont également très importantes pour le succès de l’espèce. »

La découverte ouvre plusieurs pistes pour de futures recherches. Les scientifiques pourraient vouloir savoir si les serpents bruns arboricoles dans leur aire de répartition d’origine présentent également des capacités d’escalade au lasso, si d’autres espèces de serpents ont les mêmes capacités d’escalade et si la locomotion au lasso peut se prêter à l’ingénierie.

« Cela pourrait définitivement avoir des applications intéressantes en robotique », écrit dans un courriel la physicienne Jennifer Rieser de l’Université Emory, qui étudie la robotique douce inspirée des serpents. Une fois que les scientifiques auront compris plus de détails, notamment comment le prédateur envahissant se déplace vers le haut sans glisser, écrit Rieser, « ce mode de locomotion nouvellement découvert pourrait définitivement étendre la maniabilité des robots serpents en permettant aux robots de grimper sur de gros objets, ce qui pourrait donner accès à des endroits auparavant inaccessibles. »