le groupe des insectes (Exposé – SVT – Collège/Lycée)

« De nombreux insectes alternent un stade larvaire et une vie adulte sexuée, ces deux formes du même individu pouvant être très différentes et montrer des modes de vie bien distincts.

Les larves de libellules , par exemple, sont de féroces carnassiers aquatiques, alors que les adultes sont des prédateurs aériens : il n'y a pas de concurrence alimentaire entre larves et adultes.

La durée du stade larvaire est très variable .

La larve de hanneton passe deux ans dans le sol, celle du lucane quatre ans dans le bois de l'arbre où elle a été pondue .

ëasticot en revanche ne met que quelques jours à donner une mouche .

Les formes adultes de ces trois espèces ont une durée de vie brève.

La reproduction est généralement sexuée (elle passe par une fécondation), mais aussi, parfois, parthénogénétique.

La parthénogenèse est la reproduction de femelles non fécondées, assez fréquente chez les hyménoptères (abeilles).

Si l'œuf non fécondé engendre un individu mâle , la parthénogenèse est dite arrhénotoque -thélytoque si l'œuf donne une femelle , deutérotoque s'il naît aussi bien des mâles que des femelles .

La parthénogenèse alterne avec une reproduction sexuée (on l'observe bien chez les pucerons , par exemple).

Elle peut intervenir dès le stade larvaire , c 'est alors la larve elle-même qui se reproduit.

• Les larves des papillons (lépidoptères) , ou chenilles, possèdent trois paires de pattes thoraciques, cinq paires de fausses-pattes abdominales et des glandes productrices de soie .

Presque toutes sont végétariennes (la larve du bombyx, ou ver à soie, se nourrit exclusivement de feuilles de mûrier).

Elles se fabriquent un cocon dans lequel elles se métamorphosent.

Les larves de certains coléoptères (carabes, dynastes , coccinelles , vers luisants) ont un corps - - - :.:.llo!wl(kWI..I allongé , pourvu de pattes robustes et longues.

Elles sont de mœurs carnassières, avec une alimentation de type broyeur.

• Les larves du type de celle du hanneton («ver blanc" ), peu agiles, présentent un abdomen volumineux, souvent replié ventralement.

Elles fouillent la terre et se nourrissent de végétaux, même en décomposition, abîment les fruits, les graines et les tiges .

• Les larves vermiformes (asticots des mouches) ne présentent pas de pattes et leur tête a des dimensions réduites.

• Les larves des hyménoptères parasites (ichneumons, certaines guêpes , qui pondent leurs œufs dans d'autres insectes ou des araignées) ont la forme d'un petit crustacé .

LA MÉTAMORPHOSE 1-------------....1.--------------i ·Chez les insectes sans ailes (aptérygotes), la larve est un modèle réduit de l'adulte : il n 'y a pas de métamorphose.

DE LA CHENILLE AU PAPILLON comme 1 'illustre ce -clulon (Papilia machaon), avec sa chrysalide et sa chenille.

Il y a toutefois un stade antérieur à celui de chenille : l'œuf.

L'œuf La ponte s'effectue le plus souvent à l'air libre.

Les œufs sont collés sur un support (écorce, tige, feuille ou fleurs devant servir de nourriture aux che­ nilles} , mais les femelles de certaines espèces possèdent un organe à l'ex­ trémité de l'abdomen (tarière) au moyen duquel elles perforent les tis­ sus végétaux où les œufs sont dépo­ sés.

D'autres, comme les satyrides, les laissent tomber en volant, tandis que les femelles hétérocères les pon­ dent par groupes et les recouvrent d'écailles ou de poils.

ëincubation varie en fonction de la température ambiante, de quelques jours, voire quelques heures, à plu­ sieurs mois.

Dans les régions à climat tempéré, beaucoup sont pondus à l'automne, pour ne donner naissance aux chenilles qu'au printemps.

La chenille C'est le stade pendant lequel l'insecte accumule des réserves.

De petite taille à la naissance, la chenille aug­ mente rapidement de masse (la larve du Bombyx multiplie par 10 000 sa masse au cours du stade larvaire, celle de Cossus de 72 000}.

Son enve­ loppe de cuticule devient vite trop étroite et elle subit en général quatre mues de croissance.

À l'approche d'une mue, la chenille cesse toute activité et se dissimule.

Elle avale de grandes quantités d'air, ce qui la fait gonfler, et l'enveloppe se rompt.

La nouvelle cuticule est molle et la chenille demeure très vulnérable jusqu'à ce que son enveloppe corporelle durcisse au contact de l'air.

La durée de l'état larvaire varie de quelques jours à 2 ou 3 ans.

Le déve­ loppement commence en été, s'arrête en hiver (diapause), reprend au prin­ temps suivant, et s'interrompt parfois par trop grande chaleur.

Les chenilles sont généralement solitaires mais celles issues de pontes collectives peuvent rester groupées et ne se séparer qu'après une ou deux mues; d'autres sont grégaires jusqu'au stade de la nym­ phose et les cocons restent entassés dans un nid commun (les chenilles processionnaires sont ainsi remar ­ quables pour leur habitude de se déplacer en colonnes serrées).

La nymphe Après la 4 ' mue , la nymphose se déclenche sous action hormonale .

ëinsecte s'immobilise et tisse un fil de soie grâce à des glandes séricigènes, pour former un cocon.

La nymphe dans son cocon porte le nom de chry­ salide.

Au cours de la nymphose, les tissus de la chenille se dissocient (histolyse) puis se réédifient entièrement (histogenèse) pour former ceux de l'adulte.

La nymphose, comme le stade larvaire, est de durée variable .

L'éclosion de l'aduHe Elle s'opère par une rupture longitu­ dinale du tégument de la chrysalide .

À la sortie, les ailes sont petites et fri­ pées et elles se déplient sous l'afflux du sang qui remplit leurs nervures.

Le papillon se place de manière à ce qu'elles pendent et demeurent immobiles jusqu'à ce qu'elles soient bien déployées et sèches .

• Chez d 'autres insectes , les caractères de l'adulte apparaissent progre ssivement, au cours des différentes étapes de la vie larvaire : il y a bien transformation , mais pas de métamorphose à proprement parler .

C'est le cas des libellules , des blattes , des criquets (orthoptères ) , des perce­ oreilles ou forficules (dermoptères}, des punaises et des pucerons.

• Chez les autres insectes , comme les scarabées (coléoptères ), les papillons (lépidoptères} , les mouches (diptères} , les puces (siphonaptères) et les abeilles et fourmi s (hyménoptère s }, la larve subit une véritable m étamorpho se.

Après une série de mue s, elle passe par une phase de nymphe , au terme de laquelle elle donne un adulte aux caractères très différents .

Le déclenchement de la métamorpho se est hormonal.

Deux hormones sont en jeu : une hormon e de mue et une hormone juvénile .

Si les deux sont présentes au moment de la mue , la forme qui suit est encore de type larvaire , si en revanche l'hormone juvénile est absente, la larve devient une nymphe, puis un insecte adulte , l ' imago .

LES SIGNAUX DE COMMUNICATION lES VIBRATIONS SONORES La communication acoustique est très répandue chez les insectes , pour la reproduction ou la protection contre les prédateurs (signaux d'alarme ou d'intimidation).

Les ultra sons émis par certains papillons (Ardiides) brouillent les systèmes de sonar des chauves­ souris .

Chez les abeilles , des signaux sonore s sont émis pendant la danse qui sert à définir la distance et la direction d'une nouvelle source de nourriture.

La communication sonore se décline sous quatre formes : la percussion , la stridulation, la vibration alaire et la vibration membranaire .

La percu ssion Le plus connu des utilisateurs de ce mode de communication est Amobium , un coléoptère xylophage (mangeur de bois ) qui creuse le bois des vieux meubles et les parquets .

Il frappe sa tête contre les parois des galeries.

Le son produit est traditionnellement appelé « horloge de la mort >>.

Ces bruits , à l'origine de nombreuses superstitions , sont de simples appels sexuels.

La stridulation Le système de stridulation des grillons est simple : la face interne de chaque élytre (aile épaisse) est barrée par une rangée de petites dents qui émet des sons lorsqu'elle est frottée contre le rebord intérieur de l'élytre opposé .

Les sauterelles produisent des sons plus complexes, dont le champ de fréquence est très vaste et s 'étend jusque dans les ultrasons .

La vibration alaire Cette vibration sonore est produite par le mouvement des ailes pendant le vol, les ondes de pression et de décompression de l'air produisant un son d'autant plus aigu que les battements sont rapide s.

Ainsi, chez les papillons , la fréquence de 20 battements par seconde est trop faible pour produire un son audible , il ne devient perceptible à l'oreille humaine qu'avec des insectes comme l'abeille (250 battements par seconde ) .

La fréquence est constante pour une espèce donnée , même si on constate de légères variations liées à la température , l' âge et le sexe de l'animal.

La vibration alaire e st utilisée comme signal de communication sexuelle chez certaines mouches, comme les drosophile s .

Une membrane tendue sur une cavit é peut vibrer sous l'action de muscles spécifiques.

Chez la cigale , le premier segment de l'abdomen s 'est différencié en vue de la production de sons.

LA COMMUNICATION CHIMIQUE Les phéromones sont des substances chimiques qui, libérées par un individu , peuvent déclencher une réaction chez ses congénère s.

Les phéromones interviennent dans le comportement sexuel (les phéromones émises par les femelles permettent aux mâles de les localiser ) et les relation s de groupe chez les insectes vivant en société.

Les fourmis , comme d'autres insectes sociaux, échangent de tels signaux chimiques en se trans­ mettant de la nourriture (trophallaxie ).

Les abeilles mélipones (Trigona postica) badigeonnent de sécrétions salivaires chaque touffe d 'herbe , traçant ainsi un chemin entr e la ruche et une source alimentaire intéressante .

La reine des abeilles , des fourmis ou des termites , échange de la salive avec ses ouvriers ou ses solda ts : chaque insecte est alors marqué par le parfum de sa reine, et reconnaît ceux de sa communauté.

Les émissions de lumière sont destinées à favoriser le rapprochement des adulte s en période de reproduction .

Chez le lampyre (ver luisant) les mâles en vol sont attirés par la lumière émise par les femelles .

La forme des taches lumineuses et leur configuration varient d 'une espèce à l'autr e :les signaux des lampyre s nocturnes sont formés de deux traits parallèles suivis de deux points , alors que chez l'espèce Phausis splendidula on observe deux gros points, quatre petits, e t une courte bande transversale .

La production de lumière par les insectes a fasciné les scientifiques .

Des savants tels que Spallanzani, Darwin , Pasteur et Faraday l'ont étudiée .

La lumière émise est étonnante car elle ne produit pas de chaleur : elle résulte d 'une réaction chimique entre une protéine , la luciférine , et une enzyme, la luciférase, en présence d'énergie , sous la forme d'ATP (adénosine tripho sphate) .

Cette réaction , et le type de phosphorescence obtenue , est spécifiquement biologique (produite par des êtres vivants tels que des insectes ou des poissons abyssaux ) : elle a été adoptée comme moyen de détection de la vie dans l'espace (une sonde spatiale qui contient de la luciférine et de la luciférase n'émettra de rayonnement que si le milieu où elle a été envoyée contient de I'ATP , signalant la présence de cet élément fondamental de la vie).

Les organes lumineu x se rencontrent surtout chez les coléoptères , de la famille des lampyres (et lucioles ), mais aussi de celle des élatéridés (pyrophores ).

Le plus lumineux de ces insectes, Pyrophorus , émet une lumière verdâtre au niveau d u thorax et un flash orangé visible seulement en vol.

Ses œufs et ses larves sont également luminescents.

La lumiè re émise n 'e st pas continue, mais intermittente, et curieusement synchrone chez les lucioles , qui transforment les arbr e s qui en abritent beaucoup en sapins d e noël clignotants.. »