Insecta
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Insecte

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Insectes
 Eristalinus taeniops
Eristalinus taeniops
Classification classique
Règne Animalia
Sous-règne Metazoa
Embranchement Arthropoda
Sous-embr. Hexapoda
Classe
Insecta
Linnaeus, 1758
Classification phylogénétique
Position :

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Les insectes (Insecta) forment la classe des hexapodes, elle-même incluse dans un des sous-embranchements des arthropodes, les mandibulates. On connaît un insecte marin, la punaise Halobates bien que la majorité d'insectes aquatiques vivent en eau douce. On les trouve sous presque tous les climats, du plus chaud au plus froid. Les scientifiques ont décrit près de un million d'espèces (soit environ les deux tiers des espèces animales connues), et il pourrait en exister 30 millions.

Leur corps est composé de trois parties : tête, thorax et abdomen. Ils ont six pattes, quatre ailes et deux antennes. Cette description est une généralité, l'évolution ayant fait que par spécialisation, certains éléments peuvent être atrophiés : par exemple la mouche n’a que deux ailes, une paire d’ailes ayant été transformée en « balancier ». Les araignées, ayant huit pattes, ne sont pas des insectes ; ce sont des arachnides.

Sommaire

Systématiques

Position relative au sein des arthropodes

Au sein des arthropodes, les insectes ont traditionnellement été rapprochés des myriapodes sur la base de plusieurs caractères: appendices uniramés, présence de trachées et de tubes de malpighi, mandibules formées d'un appendice complet (et non pas de la base d'un appendice comme chez les crustacés). Cependant, la phylogénie moléculaire[1],[2], l'arrangement des gènes mitochondriaux[3], ainsi que l'analyse cladistique des caractères ont conduit à considérer que les insectes étaient en fait inclus au sein des crustacés. Le clade des pancrustacés établi suite à cette découverte contient donc les lignées de crustacés marins qui sont probablement paraphylétiques et les insectes proprement dits, qui sont monophylétiques. Les caractères ayant conduit au rapprochement des insectes avec les myriapodes sont donc probablement des convergence associés à l'adaptation au milieu terrestre. Le développement du système nerveux des insectes et des crustacés possède en revanche des similitudes extrêmement frappantes[4].

Les Hexapodes se divisent en deux sous-classes:

  • Les entognathes (établi récemment) sont des sortes d'insectes archaïques, amétaboles (ne connaissent aucune métamorphoses), aptères (ne possèdent pas d'ailes) et exclusivement terrestres ; les collemboles en constituent l'ordre le plus nombreux.
  • Les Insectes, en plus des ordres normalement ailées, elle contient deux ordres dépourvus d' ailes ("aptérygotes") longtemps associés aux "thysanoures", concept aujourd'hui abandonné -tout comme celui des "aptérygotes"- puisqu'inconsistant, c'est-à-dire fondé sur un amalgame d'insectes non étroitement apparenté, les arhéognathes et les zigentomes.

La classification

La classification des insectes a été proposée par Carl von Linné au XVIIIe siècle sur la base de critères morphologiques. Ainsi, une trentaines d'ordres d'insectes actuels est recensée sur l'ensemble de la planète. Leur classification n'est pas encore stabilisée, quelques groupes établis par la tradition se révélant récemment hétérogènes. La classe des hexapodes est donc un concept plus vaste que celui des insectes lequel, au sens strict, constituent un groupes frère des entognathes.

La classification classique

Cette classe est subdivisée en deux sous-classes :


Classification selon ..


Anatomie et physiologie

Grands types de pièces buccales
Anatomie de l'insecte :
A- Tête B- Thorax C- Abdomen
1. antennes
2. ocelle inférieure
3. ocelle supérieure
4. œil composite
5. cerveau (ganglion cérébral)
6. prothorax
7. artère dorsale
8. tubes trachéaux (trompe en spirale)
9. mésothorax
10. métathorax
11. première paire d'ailes
12. seconde paire d'ailes
13. boyaux médians (estomac)
14. cœur
15. ovaire
16. boyaux arrières (intestin, rectum & anus)
17. anus
18. vagin
19. chaîne ganglionnaire ventrale
20. tubes de Malpighi
21. coussinet
22. griffes
23. tarse
24. tibia
25. fémur
26. trochanter
27. boyaux avant (jabot, gésier)
28. ganglion thoracique
29. coxa
30. glande salivaire
31. ganglion sous-œsophagien
32. pièces buccales
1 antenne / 2 Mandibule / 3 Labre (= lèvre supérieure) / 4 Palpe maxillaire / 5 Clypeus / 6 Frons / 7 Vertex / 8 Scutum / 9 scutellum / 10 élytre (= 1re paire d'aile) / 11 abdomen / 12 stigmate / 13,14,15 pattes (antérieure, moyenne, postérieure)

Les insectes sont recouverts d'une cuticule chitineuse comme tous les arthropodes. Il s'agit d'un exosquelette qui leur permet de limiter les pertes d'eau en milieu aérien.

La respiration de l'insecte se fait grâce à des invaginations du tégument appelées trachées qui constituent un réseau apportant l'oxygène directement aux cellules. Ces trachées s'ouvrent sur l'extérieur par des stigmates respiratoires à ouverture variable, sur les côtés des segments (pleurites) thoraciques et abdominaux. L'appareil circulatoire n'a donc pas ou peu de rôle pour la respiration (à quelques exceptions près comme les larves de chironomediptère vivant dans des milieux très faiblement oxygénés — qui possèdent de l'hémoglobine).

Le milieu intérieur est constitué d'hémolymphe qui est mis en mouvement par des vaisseaux contractiles dorsaux et les mouvements musculaires généraux de l'insecte. L'appareil circulatoire est ouvert, à faible pression.

L'appareil digestif' est constitué d'un intestin en trois parties : stomodeum (intestin antérieur), mésentéron (intestin moyen) et proctodeum (intestin postérieur). Stomodeum et proctodeum sont recouverts de cuticule puisqu'ils sont issus d'invaginations du tégument.

Le régime alimentaire des insectes est très variable : herbivore (chenilles, criquet), coprophage (bousier), prédateurs (libellules), nécrophages, nectarivore (papillons), suceurs de sèves (pucerons) ou de sang (moustiques femelles). Certains insectes (xylophages) peuvent se nourrir de bois (termites). Certains insectes peuvent changer de régime alimentaire au cours de leur vie (chenilles mangeuses de feuilles et papillons adultes nectarivores). Les appendices buccaux sont très variables chez les insectes et liés à leur alimentation (appendices de type broyeur (criquet), suceur avec trompe) dévaginable par afflux d'hémolymphe (papillon adulte), piqueur-suceur (moustique), lécheur-suceur (abeille)…)

Le système nerveux central est constitué d'une chaîne ganglionnaire ventrale. À l'avant les ganglions migrent dorsalement et fusionnent pour former un cerveau. Les ganglions suivants ventraux fusionnent pour former un ganglion sous-œsophagien qui innerve les pièces buccales.

Développement

La plupart des insectes se développent de l'oeuf au stade adulte appelé imago en passant par plusieurs métamorphoses : stade larvaire (chenille, vers, ...) et stade nymphale (chrysalide, pupe, ...).

Le développement est contrôlé par une hormone stéroïde, l'ecdysone, qui est produite dans des glandes prothoraciques et induit la mue. Une autre hormone, l'hormone juvénile, un dérivé terpénoïde, inhibe la métamorphose. Elle est produite dans les corps allates, des organes endocrines près de l'œsophage. On distingue les insectes primitifs, sans métamorphose (amétaboles) de ceux qui subissent une métamorphose, parmi lesquels on trouve :

  • les hétérométaboles (comprenant les hémimétaboles et les paurométaboles), chez lesquels les stades larvaires et adultes ont des modes de vie souvent comparables, avec une croissance des ailes progressive.
  • les holométaboles (insectes à métamorphose complète) chez lesquels les stades larvaires et adultes sont très différents (chenille et papillon par exemple) et séparés par un stade appelé nymphe au cours duquel se forment les ailes.

La reproduction des insectes est également contrôlée par l'ecdysone et l'hormone juvénile, qui agissent dans les deux sexes. Ces hormones contrôlent le fonctionnement de l'appareil reproducteur, mais n'influent pas sur la détermination des caractères sexuels, qui sont strictement déterminés de manière génétique. Les hormones de type phéromones jouent aussi un rôle majeur pour l'attraction et la reconnaissance des individus au sein d'une espèce.

Description de quelques ordres

Éphémères

Les éphémères constituent le groupe d' insecte ailé le plus primitif et, du point de vue phylogénétique, représente le groupe frère de tous les autres ordres insectes ailés. Près de 2 500 espèces sont recensées dans le monde, répartis en sept familles. Insectes de tailles moyenne à petite, ils sont associés au milieu aquatique où les femelles pondent leurs œufs. Les adultes (dits en France « mouches de mai ») sont connus pour avoir une durée de vie très courte (leurs pièces buccales atrophiées ne leur permettant pas de se nourrir) contrairement aux larves qui peuvent subsister jusqu'à trois années. Celles-ci sont aquatiques et peuvent être phytophages, détritophages ou carnivores.

Odonates (Libellules et Demoiselles)

La première formule d'insecte ailé a probablement été du type libellule.

Les libellules existent sur Terre depuis 285 millions d'années, et pouvaient atteindre une envergure de 70 cm à l'époque des dinosaures. L'espèce actuelle la plus grande atteint 19 cm d'envergure.

Dictyoptères

On a longtemps divisé cet ordre en trois, les blattoptères (cafards, blattes, cancrelats), les mantoptères (mante), et les isoptères (termites), mais certaines caractéristiques comme des pièces buccales de type broyeur, des tarses de cinq articles, des ailes antérieurs en élytre, des ailes postérieurs membraneuses repliables, des cerques articulés, et la confection d' une oothèque (sauf pour les termites) ont justifiés leur regroupement au sein d' un même ordre.

Description des sous-ordres

Bien connue de nos foyers (trop pour certains...) les blattes, cafards et autres cancrelats sont représentés par environ 3500 espèces dans le monde. La grande majorité vit en milieu tropical; les espèces résidant dans nos contrées sont, elles, plus petites et se rencontrent souvent dans la litière. Les blattes sont très plates, dotées de longues antennes, elles courent avec agilité à la tombée de la nuit. Les élytres sont souvent plus courts chez les femelles. Les ailes peuvent être complètes ou atrophiées, les formes ailées volant peu. Le pronotum très ample recouvre la tête. Les oeufs sont pondus dans une oothèque que les femelles portent à l'extrémité de l'abdomen. Les petits ressemblent à des adultes dépourvus d'ailes.

Plus de 2000 espèces de mantes ont été décrites dans le monde, les spécimens sont d'assez grande taille, de 2 à 15 cm. Ces redoutables prédateurs chassent à l'affut, ils affichent donc une livrée monochrome se confondant avec leur support, de plus, leur aspect de feuille ou de brindille surprend toute proie passant à proximité. Les mantes ont un corps allongé que surmonte une tête très mobile posée sur un cou étroit. Les yeux sont saillants et les pièces buccales, de type broyeur, possèdent des mandibules très robustes (on s'en rend compte quand elles nous mordent!). Les pattes antérieures ravisseuses sont la principale caractéristique de ces insectes. Le fémur et le tibia sont dotés d'épines acérées sur leur face interne.

Les termites sont des insectes sociaux polymorphes. Les plus archaïques se bornent à creuser des galeries dans le bois mort, mais la plupart élaborent d'énormes monticules de terre: les termitières. Quelque 2000 espèces sont recensées dans le monde. Les colonies sont constituées d'individus sexués, mâle et femelle (laquelle peut vivre très longtemps). Les femelles ne cessent de grandir, atteignant parfois jusqu'à 10 cm de long. Les ouvriers et les soldats constituent la grande majorité des effectifs. Les termites consomment essentiellement du bois (causant parfois d' énormes dégâts) dont ils digèrent la cellulose en abritant des bactéries ou des protozoaires dans leur estomac. Les ouvrières régurgitent la cellulose prédigérée pour en nourrir larves et soldats.

Dermaptère (forficule)

Perce oreille

Cet ordre rassemble les forficules, insectes communs dans l'humus et la végétation basse, couramment appelés perce-oreilles à cause de leurs deux pinces à l'extrémité de leur abdomen, qui n'ont d'utilité que lors des parades nuptiales de ces insectes (il ne s'agit pas d'armes contrairement à une opinion répandue). La femelle prend soin des œufs et des jeunes larves. Leur régime alimentaire est omnivore, chez les larves comme les adultes.

Embioptère (embies)

Petit groupe d'insectes (env. 150 espèces), peu connu, apparenté aux forficules. Vivent dans les climats tropicaux et tempérés chauds, ne sortent pas de l'humus et s'abritent dans des tunnels confectionnés avec la soie qu'elles tissent, en petites colonies (composées d'adultes et de larves). Ailes inexistantes chez les femelles, peu développées chez les mâles. Se nourrissent de débris.

Orthoptère (sauterelle, grillon)

Criquet pèlerin

Il existe plus de 2 000 espèces de grillons dans le monde, et l'on retrouve des traces fossiles attestant de leur présence remontant au Trias supérieur.

Cet ordre inclut les criquets, les sauterelles, grillons et les courtillières. Ils se déplacent en sautant à l'aide de leurs longues pattes postérieures. Cependant, certaines sauterelles ont l'abdomen tellement développé qu'elles ne sont plus en mesure d'effectuer de vrais sauts et les courtilières ne possèdent même pas de pattes sauteuses.

De nombreux insectes de cet ordre produisent un son: ils stridulent en produisant leur chant par le frottement leurs pattes postérieures sur une nervure des élytres chez les criquets, ou en frottant leurs ailes l'une contre l'autre chez les sauterelles. Ce chant d'été les rapproche des cigales, qui sont des hémiptères, donc appartenant à un ordre complètement différent des Orthoptères. Certains coléoptères sont aussi en mesure de striduler avec leurs ailes...

Les Orthoptères sont caractérisés par des ailes postérieures, à plis droits (ortho-: droit et -ptère: aile, en grec), qui se déplient à angle droit avec le reste du corps et se replient comme un éventail sous les "tegmina" (correspondant aux élytres chez les coléoptères).

Hémiptères (punaises, cigales,...)

Cigale

Les caractéristiques des hémiptères (Hemiptera) sont :

  • des antennes longues,
  • des pièces buccales piqueuses avec un long rostre,
  • deux paires d'ailes dont l'une, en partie cornée, est transformée en hémiélytre.

Coléoptères (hanneton, coccinelle,...)

Hanneton

Les coléoptères (coléo-: protection en grec) sont caractérisés par :

  • des ailes antérieures, les élytres, épaisses et cornées, couvrant le plus souvent la totalité de l'abdomen.
  • des ailes postérieures (si elles existent), membraneuses et repliées au repos sous les élytres.
  • des pièces buccales broyeuses.

L'ordre des coléoptères est l'ordre des animaux qui rassemble le plus grand nombre d'espèces.

Hyménoptère (abeille à miel, abeille solitaire, Guêpe, bourdon et fourmi)

Frelon

Les hyménoptères constituent, après les coléoptères, l'ordre d'insectes le plus diversifié. le nombre d'espèces actuellement connues atteint 280 000. Cet ordre comprend les abeilles, les fourmis, les guêpes. cet ordre comporte des espèces aux fonctions très variés: tout un ensemble d'espèces sont parasites (Chalcidiens), d'autres sont pollinisatrice et ainsi auxiliaires de l'agriculture ; d'autres sont phytophages.

Leur nom provient des ailes membraneuses que la plupart des hyménoptères portent par paires. Le mot vient du Grec hymên, «membrane», et ptéron, « aile ». La caractéristique la plus frappante des hyménoptères est que de nombreuses espèces sont des insectes sociaux.

Diptère (mouches, moucherons, moustiques)

Mouche

Les diptères sont caractérisés par la possession d'une seule paire d'ailes (di-: deux en grec) sur le deuxième segment thoracique. L'étymologie désigne d'ailleurs l'unicité de la paire d'ailes (di deux ; ptères ailes). Cependant, certaines espèces sont aptères telles les hippobosques qui vivent leur stade adulte sur l'animal qu'elles parasitent. L'autre paire d'ailes sur le troisième segment thoracique s'est transformée en « haltères », qui sont de minuscules petites massues servant de balanciers pour la stabilité du vol.

Cet ordre contient pour l'essentiel les mouches (dont le modèle de génétique du développement drosophile), les moucherons, les moustiques et les "cousins". Avec plus de 150 000 espèces réparties dans 177 familles, c'est un des ordres les plus importants de la classe des Insectes

Malgré le caractère désagréable ou dangereux pour la santé humaine de certaines espèces (vecteur de nombreux parasites dont l'agent du paludisme), la plupart jouent un rôle écologique important. Non seulement elles participent pour une large part à l'élimination des excréments (espèces coprophages) et des cadavres (espèces nécrophages), mais leurs larves qui vivent souvent dans le sol produisent des quantités importantes d'humus.

Lépidoptère (papillons)

Papillon

Le fossile le plus ancien est Archaeolepis mane du jurassique anglais, daté d'environ 190 millions d'années.

Les lépidoptères se caractérisent par deux paires d'ailes recouvertes d'écailles (d'où l'appellation lépidoptère). En état de larve, les lépidoptères fabriquent de la soie, et forment ensuite souvent un cocon.

Le développement des chenilles s'effectue généralement en cinq stades marqués par des mues jusqu'à la transformation en chrysalide. Suivant les espèces, la nymphose a lieu à l'air libre et la chenille s'entoure parfois d'un cocon de fils de soie avant de se transformer en chrysalide ou bien elle a lieu sous terre.

Siphonaptère (puces)

Toutes les espèces de cet ordre sont adaptées à un mode de vie spécifique. Les adultes ectoparasites vivent dans les poils et les plumes des mammifères et des oiseaux, et se nourrissent de leur sang. Ils ont totalement perdu l'usage du vol mais sont capables de sauter très haut, jusqu'à 300 fois leur propre hauteur grâce à leurs puissantes pattes postérieures. Toutes les espèces sont de très petite taille (quelques millimètres de long).

Les larves, qui vivent dans les sols (y compris à l'intérieur des habitations), sont vermiformes et détritivores.

Insectes dans le monde

Écologie

Article détaillé : Écologie des insectes forestiers.

Les insectes sont inféodés aux terres émergées. Quelques uns vivent en eau douce et de rares exceptions en mer. On les trouve sous presque tous les climats, du plus chaud au plus froid.

Tableau 1. Estimation de la proportion des phytophages parmi les insectes parmi les espèces connues d'après Montesinos (1998)[5].
Ordres Pourcentage
Coléoptères 35 %
Hyménoptères 11 %
Diptères 29 %
Lépidoptères 99 %
Hémiptères 90 %
Orthoptères 99 %
Thysanoptères 90 %
Phasmoptères 99 %
Collemboles 50 %

Biodiversité

Un aphidé du Costa Rica sur une feuille de fougère
Tableau 2. Nombre d'espèces décrites dans quatre ordres majeurs (d’après WCMC, 1992)[6].
Ordres Southwoood (1978) Arnett (1985) May (1988) Brusca & Brusca (1990)
Coléoptères 350 000 290 000 300 000 300 000
Diptères 120 000 98 500 85 000 150 000
Hyménoptères 100 000 103 000 110 000 125 000
Lépidoptères 120 000 112 000 110 000 120 000

Notes et références

  1. Friedrich, M. and D. Tautz. (1995) Ribosomal DNA phylogeny of the major extant arthropod classes and the evolution of myriapods. Nature 376:165-167.
  2. Giribet G, Edgecombe GD, Wheeler WC. (2001) Arthropod phylogeny based on eight molecular loci and morphology. Nature 413:157-61 [1]
  3. Boore, J. L., Collins, T. M., Stanton, D., Daehler, L. L. & Brown, (1995) Deducing the pattern of arthropod phytogeny from mitochondrial DNA rearrangements. Nature 376, 163 - 165 [2]
  4. Whitington, P. M., Leach, D. & Sandeman, R. (1993) Evolutionary change in neural development within the arthropods: axonogenesis in the embryos of two crustaceans. Development 118, 449-461 [3]
  5. Jose Luis Viejo Montesinos (1998). Evolución de la fitofagia en los insectos, Boletín de la Real Sociedad Española de Historia Natural (Actas), 95 : 23-30. (ISSN 0583-7499)
  6. Des estimations plus récentes indiquent que le nombre d'espèces de diptères se situe au milieu des chiffres proposés, mais ceux des coléoptères et des lépidoptères semblent trop petits (WCMC, 1992).

Voir aussi

Bibliographie

  • R.H. Arnett (1967). American Insects: handbook of the insects of America north of Mexico. Van Nostrand Reinhold (New York).
  • Richard C. Brusca & Gary J. Brusca (1990). Invertebrates. Sinauer : 922 p.
  • R.M. May (1988). How many species are there on earth? Science, 241 : 1441-1449.
  • T.R.E. Southwood (1961). The number of species of insect associated with various trees. Journal of Animal Ecology, 30 : 1-8.
  • World Conservation Monitoring Centre (WCMC) (dir.) (1992). Global Biodiversity. Status of the Earth's living resources. Chapman & Hall (Londres) : xix + 585 p. ISBN 0-412-47240-6
  • Michael Chinery, Insectes de France et d'Europe occidentale Arthaud. ISBN 2-7003-0636-8
  • Michael Chinery, Insectes d'Europe en couleur, Multiguide Nature, Bordas, 1987. ISBN 2-04-012575-2
  • Gérard Delvare et Henri-Pierre Aberlenc, Les insectes d'Afrique et d'Amérique tropicale : clés pour la reconnaissance des familles, PRIFAS-CIRAD, 1989. ISBN 2-87614-023-3

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