VII - Insectes

Les insectes
A eux seuls, ils représentent la majorité des êtres vivants (800 000 connus, environ 5 millions
selon les estimations). L’ordre des Coléoptères est le plus important. Les insectes se sont
adaptés à tous les milieux sauf la mer. C’est un groupe très ancien (Dévonien, ère primaire, 400 millions d’années). Au carbonifère, où il y a eu prolifération de plantes (avec
augmentation du taux de dioxygène dans l’air), des insectes géants ont existé (ex : Odonates,
libellules, de 1 mètre de diamètre).
I) Morphologie générale
Invertébrés
Arthropodes (squelette chitineux et pattes articulées)
Antennates (1 paire)
Mandibulates (1 paire)
Système respiratoire (trachée)
Organes génitaux externes
3 paires de pattes (hexapodes)
Segmentation (tête, abdomen, thorax)
1) La tête
a) Vision
Ils ont des yeux composés (avec des 10aines voire des 100aines d’ommatidies). L’œil
fonctionne selon la luminosité ambiante : l’animal peut absorber la lumière par chacune des
ommatidies s’il y a une forte lumière, ou la concentrer en un seul point :
Le spectre des insectes est décalé vers les UV, et certaines plantes indiquent des signaux
visibles uniquement par les insectes.
Ils ont aussi des ocelles, ce sont des yeux simples posés sur le dessus de la tête (présents chez
la larve) permettant de percevoir la durée du jour (rythme de l’animal).
b) Appareil buccal
Il est de type broyeur (broute de l’herbe), suceur (Lépidoptères, papillons mangeant du nectar,
avec une trompe parfois très spécifique : on a soupçonné l’existence de papillons découverts
plus tard par la forme de la corolle de plantes), piqueur (Diptère Nématocère : moustiques) ou
d’autres variantes d’appareil suceur (Diptère Brachycère à trompe courte).
c) Antennes (cf poly)
Elles sont très spécifiques de l’insecte, par exemple plumeuses chez le papillon de nuit.
2) Le thorax
a) ailes (poly p.1)
Les aptérygotes n’en ont pas (cf dernière page du poly, comme le lépisme ou poisson
d’argent), les ptérygotes en ont.
Il existe deux hypothèses quand à leur origine : repli du corps de l’insecte ou réutilisation
d’appendices branchiaux. Les mêmes gènes que ceux de l’appendice branchial du crustacé
sont exprimés dans les ailes, ce qui confirme la seconde hypothèse.
La morphologie de l’aile est importante en systématique. Certains n’en ont qu’une paire, avec
perte de la deuxième paire (Diptères comme la mouche). S’il y a deux paires, l’antérieure peut
former des élytres, avec une cuticule très dure (Coléoptères).
Il existe différents types de rattachement du muscle aux ailes :
Muscles directs : le système musculaire est directement rattaché aux ailes, permettant une
vitesse de 30 battements par seconde (en fonction de la contraction musculaire).
Muscles indirects : il y a une haute fréquence de battements par seconde (jusqu’à 1000), les
muscles entraînent une oscillation de la cuticule à l’origine des battements.
Les ailes peuvent être modifiées :
- chez le thrips (Thysanoptères), les ailes sont étroites et bordées de franges
- chez les Diptères, les ailes postérieures sont des balanciers
- chez les Coléoptères les ailes antérieures sont des élytres
- chez les Hémiptères on a des hémélytres, avec deux régions (basale coriace : la corie, et
apicale souple).
- chez les Frénates et les Lépidoptères on a un couplage des ailes (accrochage l’une sur l’autre
grâce à des crochets).
b) pattes
Il existe des modifications :
- extension très importante du fémur : adaptation au saut
- extension du tarse chez la mante religieuse, attrapant ses proies avec des pattes ravisseuses
- l’abeille a des pattes modifiées avec poils et cavité pour recueillir le pollen
- pattes adaptées au nettoyage d’antennes
- pattes pour creuser (Orthoptère : courtilière ou taupe-grillon)
- patte nageuse
Les pattes sont très utiles en systématique.
3) L’abdomen
Il a une morphologie variable, mais ne présente jamais d’appendice locomoteur. Les
appendices parfois présents sont des cerques, organes mixtes à rôle tactile très visibles chez
les perce-oreilles, et des gonopodes liés à l’appareil reproducteur.
La femelle peut avoir un ovipositeur (oviscapte), par exemple la sauterelle qui a un long
appendice en forme de faux, permettant de déposer les œufs dans une tanière de ponte.
II) Physiologie adaptative
1) Alimentation
La majorité des insectes mange des plantes (feuilles, bois : xylophages, nectar, sève,
graines…). Les insectes sont très destructeurs. Il y a eu une co-évolution entre insectes et
plantes : les insectes sont devenus insensibles aux poisons des plantes, ou même les utilisent.
D’autres insectes sont spécialisés des animaux à sang chaud (Hémiptères, Diptères qui sont
passés de sève à sang). Ce sont des carnivores, des saprophages voire même des parasites.
2) Croissance
Hémimétabole : la larve est différente de l’adulte, mues larvaires et mue imaginale (exemple :
Homoptères : cigale, Hétéroptères).
Holométaboles : larve différente de l’adulte avec stade nymphal, mues larvaire suivie de mue
nymphale et mue imaginale (ex : Coléoptère, Lépidoptère, Hyménoptère, Diptère).
La métamorphose peut être complète (endoptérygotes, ailes à l’intérieur) ou incomplète
(exoptérygote, ailes à l’extérieur).
3) Défense
- passive : agissant sur la morphologie du corps, dissimulation ou camouflage de l’insecte. Le
phasme ressemble à une brindille, le puceron à des épines, l’empuse est une mante religieuse
en forme de feuille, chenilles, sphynx du chêne…
Il peut y avoir un mimétisme batésien : l’insecte ressemble à un autre individu toxique ou
dangereux (Coléoptère, papillon et mouche ressemblant à une guêpe).
- active : toxique pouvant aller jusqu’à l’acide cyanhydrique, poils urticants… Des insectes
piqueurs peuvent avoir des toxines, des neurotoxines, des protéases…
Un exemple intéressant est celui du bombardier :
Une glande avec quinone et H2O2 dans une première chambre, catalases dans une seconde :
c’est une réaction exothermique explosive à l’ouverture du sphincter, lorsque l’animal est
inquiété, induisant le rejet du liquide à 100°C avec beaucoup de bruit.
Un autre exemple intéressant est celui de l’autohémorrhée du crache-sang, ce Coléoptère noir
globuleux crache une goutte de sang pour effrayer son prédateur.
Le Monarque est une chenille qui se nourrit d’une plante toxique, l’Asclépiade. La toxine
reste dans le corps et le protège des prédateurs.
4) Migration
La vanesse du chardon vit en France mais se reproduit en Afrique du Nord, c’est une chenille
voyageant sur plus de 1000 km. Le Monarque migre sur 3000km, du Canada au Mexique. Les
adultes passent du Canada au Mexique, lors d’une première génération de papillons. La
génération suivante remonte jusqu’en Louisiane, la suivante en Caroline du Nord et une
dernière est nécessaire pour arriver au Canada. Ce sont des générations très courtes (2 mois).
Il peut y avoir des nuages de plus de 50 millions de criquets lors de migrations.
5) Organes stridulatoires
Ils servent à la reproduction ou à la défense, le son étant émis de différentes façons :
- friction de deux organes : ailes chez le grillon, aile et patte chez la sauterelle
- percussion : xylophages émettant des sons pour chercher la femelle
- déformation de membrane
III) Les insectes et l’homme
1) Les insectes utiles
- abeille : insecte domestiqué depuis la préhistoire (- 12 000 ans : peintures d’hommes
récoltant le miel)
- ver à soie : nourri avec des feuilles de mûrier, sécrétant un cocon de soie avec la bouche. Les
Chinois l’ont domestiqué en premier. Il n’existe même plus de Bombyx mori sauvage capable
de voler tellement il a été domestiqué.
- alimentation : additifs…
- auxiliaires pour la lutte biologique, contre les prédateurs nuisibles ou pour la pollinisation.
Le plus grand élevage de papillons d’Europe se trouve à Valbonne, ce sont des papillons
servant à la lutte biologique contre les coccinelles par exemple
2) Les insectes nuisibles
- vecteurs de virus, de bactéries (peste, paludisme par les protistes, filariose par les
helminthes…)
- allergènes (acariens, blattes…)
- parasites (pou)
- piqueurs (taons, moustiques… Diptères)
- ravageurs de cultures
IV) Systématique
1) Exoptérygotes
a) Ordre des Odonates (libellule)
5000 espèces connues, ce sont des carnassiers. Ils ont une larve aquatique. Il y a 2 sous-ordres
- Zygoptères : ailes verticales au repos, larves à branchies postérieures externes (demoiselle)
- Anisoptères : ailes horizontales au repos, larves sans branchies (libellule)
b) Ordre des Orthoptères (sauterelle)
10 000 espèces connues, sauteuses, de type broyeur à régime phytophage. 2 sous ordres :
- Ensifères : antennes longues, ovipositeur en forme de sabre, organe stridulent sur les élytres,
omnivore (sauterelle).
- Coelifères (Acridiens) : antennes et ovipositeur courts, organe stridulent entre fémur et
élytre, phytophage (criquet).
c) Ordre des Dictyoptères (blatte, mante religieuse)
6000 espèces connues, type broyeur (blatte), omnivore. La ponte est réunie en une oothèque,
ils sont d’origine tropicale.
d) Ordre des Hémiptères (cigale)
55000 espèces connues, type piqueur-suceur, 2 sous ordres :
- Hétéroptères : ailes antérieures divisées en deux régions, l’une coriacée et l’autre
membraneuse : punaise, réduve, nèpe
- Homoptères : ailes antérieures non divisées, totalement membraneuses ou coriacées,
phytophages : cigale, puceron, cochenille
2) Endoptérygotes
a) Ordre des Lépidoptères (papillon)
4 ailes à nervures transverses recouvertes d’écailles, maxilles transformées en trompe spiralée
au repos formée par les galéas (super-maxillaires), pas de mandibules, corps presque toujours
caché…
La classification est complexe, il y a deux sous ordres :
- Hétéroxènes (papillons nocturnes) avec antennes souvent plumeuses et corps souvent terne
(ex : grand paon de nuit faisant presque 8cm)
- Rhopalocères : papillon de jour
b) Ordre des Diptères (mouche)
Une seule paire d’aile : 2 ailes. La paire postérieure est transformée en haltères. Il y a 2 sous
ordres : les nématocères (moustique) et les brachycères (mouches, taons). Les larves de
mouches n’ont pas de pattes.
c) Ordre des Hyménoptères (abeille)
4 ailes membraneuses avec appareil d’accrochage, rétinacle et gouttière, tête orthognathe. On
distingue 2 sous ordres : les Symphytes et les Apocrites (ayant une taille de guêpe, un
rétrécissement entre thorax et abdomen). Ils comprennent les fourmis et les ichneumons
(parasitoïdes).
d) Ordre des Coléoptères (le plus important)
300 000 espèces connues, 1/3 du monde animal, des élytres cornées recouvrent les ailes
membraneuses. On distingue deux sous ordres :
- Adéphages : antennes filiformes, tarses pentamères (5 articles) : carabes, dytiques
- Polyphages : majorité des Coléoptères, tarses pouvant être trimères, tétramères, pentamères,
hexamères…
Pour aller chercher des insectes, on peut utiliser la technique du parapluie japonais en donnant
un coup dans un tronc d’arbre. La mise en collection est très complexe. Il faut faire attention à
ne pas envoyer trop de monde chercher des insectes si on devient professeur…