Coléoptères du monde : une encyclopédie
Editions Delachaux & Niestlé

en vente dès le 7 avril prochain

Les coléoptères deviennent de véritables vedettes : cet ordre incroyablement diversifié et adapté à d’innombrables milieux fédère quelque 400 000 espèces décrites, dont la biologie est souvent d’une stupéfiante sophistication, qui déclinent une hallucinante diversité d’architectures, de colorations et de corpulences, allant de quelques dixièmes de millimètres aux quelques cent gramme d’un imposant Goliathus africain.

C’est une équipe d’entomologistes associant Canadiens, Américains et Néo-Zélandais, orchestrée par Patrice Bouchard (Ottawa), que l’on doit cet ouvrage (« The Book of Beetles« ) imposant, voire fascinant, remarquablement illustré, qui invite à (re)découvrir les coléoptères : toutes les familles ou presque y ont en effet été conviées, chaque espèce retenue étant photographiée en taille réelle et agrandie de façon à en livrer les détails aussi infimes que somptueux. La version française (« Coléoptères du monde : une encyclopédie« ) a été réalisée par Denis Richard, entomologiste et naturaliste, auteur connu également comme traducteur de nombreux ouvrages consacrés à la nature ou aux jardins – notamment aux éditions Delachaux.

Et ce que nous y découvrons ne peut manquer de nous étonner (une fois de plus dans l’univers des insectes !) : tel gros charançon de Nouvelle-Guinée (Gymnopholus lichenifer, littéralement « celui qui porte du lichen ») véhicule sur ses élytres un microcosme associant lichens, nématodes et acariens ; certains ténébrionidés supportent quant à eux des températures descendant à moins de -60°C (lire cet article) ; l’étonnante femelle de Platerodrilus korinchianus, un Lycidae de la péninsule malaisienne, évoque étonnamment une sorte de trilobite ; Hypocephalus armatus fouit la terre brésilienne à l’image d’une courtilière (il a fait récemment l’objet d’une note sur ce blog)… Bref, la somme que propose Patrice Bouchard et ses collègues permet de faire connaissance avec quelque 600 espèces toutes emblématiques par l’un ou l’autre de leurs traits, toutes magnifiquement illustrées, toutes attachantes, admirées ou redoutées…

En un mot, si cette « bible » des coléoptères a de quoi séduire le coléoptériste confirmé comme l’entomologiste novice, elle saura également retenir l’attention de tout naturaliste ou, simplement, de quiconque se montre curieux de l’incroyable génie du vivant qu’elle concoure à sublimer. Il est donc naturel qu’elle trouve une place méritée auprès des lecteurs de « Passion-entomologie » …

Benoît GILLES

Pour vous procurer les ouvrages évoqués ici, suivez les liens en bas de cet article.

 


 

Interview de Patrice BOUCHARD – PhD
Chercheur en entomologie
Professeur auxiliaire à l’Université d’Ottawa
Conservateur de la section des Coléoptères (Collection nationale canadienne d’insectes, arachnides et nématodes)
Patrice BOUCHARD dans le désert de Namibie lors d'une expédition récente à la recherche de Tenebrionidae (Source : P. BOUCHARD)

Patrice BOUCHARD – Désert de Namibie (Source : P. BOUCHARD)

« Passion-Entomologie » remercie vivement Patrice Bouchard d’avoir accepté avec gentillesse de répondre à quelques questions et de nous faire ainsi partager sa passion pour les insectes.

  • Patrice, d’où tenez-vous cette passion pour l’entomologie en général, et plus particulièrement pour les coléoptères ?

Je suis passionné de nature depuis mon plus jeune âge. Dès lors, je savais qu’un jour je deviendrai biologiste mais c’est seulement à l’université que j’ai décidé de me concentrer sur l’entomologie. Au début, j’ai étudié plusieurs groupes d’insectes pour ma maitrise et c’est durant ces deux années que j’ai jugé que les coléoptères sont vraiment les plus « cools » ! Leur grande diversité (biologique et morphologique) est tout à fait passionnante et ce groupe offre un nombre époustouflant de défis à relever… (suite…)

Le monde des insectes renferme parfois des espèces étonnantes et mystérieuses. Les diptères (« mouches ») Celyphidae en font partie.

Paracelyphus hyacinthus (Source : Anthony KeiC Wong-Flickr)

Paracelyphus hyacinthus (Source : Anthony KeiC Wong-Flickr)

Le nom de cette famille vient du mot grec « κέλυφος » pouvant être traduit par « boîte » ou « coquille » qui caractérise la particularité la plus frappante de ces insectes : celle de ressembler à de petits coléoptères. Tel chez ceux-ci, l’abdomen est recouvert par une structure cuticulaire rigide de protection où se replient les ailes lorsque l’insecte est au repos (voir photo ci-contre et album photos en bas de page).

Cependant, contrairement aux coléoptères, cette structure n’est pas constituée des ailes antérieures mais du scutellum (élément du thorax situé entre les points d’insertion des ailes antérieures).

Il s’agit ici d’un cas de convergence évolutive surprenant.

La fonction de cette adaptation unique chez les diptères demeure inexpliquée. En 1941, l’entomologiste finlandais Richard Hjalmar Frey (1886-1965) a émis deux hypothèses : amélioration de la flottabilité durant le vol ou rôle ornemental. Par manque d’études in natura, le mystère de cet organe hypertrophié reste entier.

Zoogéographie

La famille des Celyphidae, regroupant 90 espèces, se rencontre essentiellement dans les régions orientales, indochinoises et indomalaisiennes. Son aire de répartition, incluant le Pakistan, l’Inde, les Philippines, les îles Ryukyu ou encore Bornéo, est délimitée à l’est par la ligne de Weber, au nord-est par la Chine du sud, l’île de Tsushima dans le détroit de Corée (une espèce) et les îles Salomon (une espèce), au nord-ouest par l’Afghanistan où une espèce a été décrite en 1881 (Celyphus dohrni (Bigot) et dont la présence n’a pu être confirmé depuis) et par l’Ethiopie en Afrique (voir cartographie ci-dessous).

Deux espèces ont été décrites en dehors de cette aire géographique à partir d’un seul spécimen connu : (suite…)

L’entomologie emprunte parfois des voies insoupçonnées. Il en va ainsi de ce que l’on définit comme « scarabiasis » (ou « canthariasis » du grec kantharos scarabée et -iasis maladie), une situation qui voit l’intestin temporairement squatté par de petits coléoptères coprophages (qui s’alimentent de matière fécales). Cette pathologie rare, on s’en doute, s’observe de façon ponctuelle sous les tropiques et notamment en Inde ou au Sri Lanka, pays où sont publiées les observations les plus récentes.

Quartier de Bhopal - Inde (Source : Jean-Pierre Dalbéra - Flickr)

Quartier de Bhopal – Inde (Source : Jean-Pierre Dalbéra – Flickr)

Telle par exemple celle de cette Indienne de 4 ans dont les selles contenaient de petits coléoptères noirs d’environ 8mm. L’enfant se plaignait de douleurs péri-ombilicales, était devenue anorexique et vomissait parfois. Aucun autre signe n’était rapporté par l’entourage : ni saignement rectal, ni incontinence fécale, ni ulcères péri-anaux, ni même ballonnement….

Le médecin local la traita par un anti-amibien classique, le métronidazole (Flagyl), et l’adressa à un centre spécialisé. L’interrogatoire révéla que cette fille du Tamil Nadu (un état du sud est de la péninsule indienne) disposait d’une maisonnette au sol cimenté : l’enfant couchait parfois dans un lit mais parfois aussi sur le sol. Turbulente, la fillette jouait souvent sans sous-vêtements devant la maison et il lui arrivait de s’endormir au voisinage de vaches et de leurs déjections…

Il est probable que les larves des coprophages entrent dans l’intestin par le rectum puis bouclent leur cycle larvaire dans le colon avant de s’y métamorphoser en adultes qui s’échappent ensuite avec les selles puis s’envolent : ce cycle est proche de celui qui les voit évoluer dans la matière fécale triturée par leur progénitures, roulée en boule et enfouie dans le sol. L’insecte, quelque soit son stade de développement, se comporte comme un simple ectoparasite et n’agresse pas les tissus. Les signes de l’infestation sont réduits : présence de larves ou d’adultes dans les excréments, ou envol des coléoptères libérés par la défécation. Il est rare que soient signalées des douleurs abdominales, des diarrhées ou des nausées et des vomissements.

Très simple, le traitement repose sur des purges salines qui éliminent les insectes avec les selles. La prévention de cette affection est également basique : hygiène minimale et port de sous-vêtements serrés, notamment durant le sommeil.

On peut noter que la littérature médicale cite aussi le scarabiasis comme concernant de jeunes enfants chez lesquels un coléoptère est entré dans le tractus urinaire, ou comme concernant la présence dans le tube digestif de larves issues de grains ou de farine infestés (par des charançons ou des bouches par exemple).

  • Cas de Myiasis

Plus exceptionnel : une équipe jordanienne a signalé un cas de myiasis (envahissement des tissus vivants par des larves d’insectes, très généralement de diptères) impliquant les larves de deux espèces de coléoptères (Stegobium paniceum et Trogoderma sp.).

Coléoptère coprophage adulte Stegobium paniceum (Source : Wikipedia)

Coléoptère coprophage adulte Stegobium paniceum (Source : Wikipedia)

Coléoptère coprophage au stade larvaire - Stegobium paniceum (Source : Wikipedia)

Coléoptère coprophage au stade larvaire – Stegobium paniceum (Source : Wikipedia)

Jadis déjà…

Le célèbre naturaliste anglais Thomas Muffet (1552-1604) évoquait déjà une femme âgée qui aurait déféqué un gros coléoptère noir (qu’Yves Cambefort estime être probablement un Tenebrionidae). A la même époque, l’Italien Ulisse Aldrovandi (1522-1605) mentionne étonnamment l’ « accouchement » d’un « scarabée » par une femme : sans doute s’agissait-il de quelque coléoptère entré dans le vagin dont il était ressorti le plus naturellement du monde… Enfin, autre siècle et autre orifice, nous pourrions évoquer le coléoptère coincé dans le conduit auditif de l’explorateur anglais John H. Speke (1827-1864), célèbre pour avoir découvert le lac Victoria… mais cela sera une autre histoire !

Bibliographie sommaire :

– Cambefort Y. (1995) : Le scarabée et les dieux : Essai sur la signification symbolique et mythique des coléoptères. Editions Boubée, 224 pages 

– Capinera J.L. (2008) : Encyclopedia of Insects Springer Netherlands, 4346 pages

– Karthikeyan G. et al. (2008) : Scarabiasis. Indian Pediatrics, 45:697-699

– Rajapakse S. (1981) : Beetle marasmus, BMJ, 283:1316-1317

– Smadi R. ; Amr Z.S. ; Katbeth-Bader A. et al. (2014) : Facial myasis and canthariasis associated with the systemic lupus panniculitis : a case report. Int. J. Dermatol. 53(11):1365-1369 (lien)

Chez les insectes, les ailes sont soumises à des fortes pressions de sélection naturelle pour le camouflage, le mimétisme et la coloration d’avertissement. Les motifs et les couleurs des ailes de papillons constituent par exemple de bons modèles d’études de ces processus. Les changements au niveau génétique engendrent des modifications dans la combinaison des pigments et dans celle de leur position relative au cours du développement des ailes en phase larvaire et durant la métamorphose.

En Amérique Latine et du Sud, les papillons du genre Heliconius sont particulièrement intéressants à ce sujet. Ils présentent une large diversité de pattern (type de motif) mais qui converge dans chaque région géographique au point que toutes les espèces se ressemblent. Depuis de nombreuses années, les scientifiques essaient de comprendre quels sont les mécanismes génétiques et évolutifs à l’origine de l’apparition de cette diversité morphologique.

L’équipe, menée par Richard W.R. Wallbank (université de Cambridge), apporte des éléments de réponse. Par des analyses génétiques complexes de plusieurs espèces d’Heliconius, ces scientifiques ont mis en évidence des phénomènes de recombinaison et d’introgression de certains gènes survenus entre les espèces et les populations au cours de leur histoire évolutive. Ces mécanismes favorisent l’émergence de nouveaux patterns qui seront sélectionnés dans les populations et qui permettront ainsi aux espèces d’évoluer rapidement.

L’un des principaux obstacles à l’innovation de l’évolution est la contrainte des changements génétiques imposée par la fonction existante. En effet, les mutations conférant des phénotypes avantageux (aspect d’un trait morphologique) pour un caractère nouveau entraine souvent des effets négatifs sur d’autres traits influencés par le gène concerné (effet pléïotropique).

Ce fonctionnement pléïotropique de certains gènes restreint l’apparition de nouveautés phénotypiques et donc la diversité des espèces. Par exemple, les gènes contrôlant le développement des ailes chez les insectes ont peu été modifiés au cours de l’évolution car ils sont soumis à une forte pression de sélection. Les profils d’expression de ces gènes sont ainsi similaires entre les mouches et les papillons.

Diversité des patterns de plusieurs espèces d'Amazonie - 1ère ligne : H. burneyi huebneri, H. aoede auca et H. xanthocles Zamora - 2ème ligne : H. timareta f. timareta, H. doris doris et H. demeter ucayalensis - 3ème ligne : H. melpomene malleti, H. egeria homogena et H. erato emma - 4ème ligne : H. elevatus pseudocupidineus, Eueides heliconioides eanes et E. tales calathus - 5ème ligne : Cretonne phyllies (Source : Wallbank et al., 2015)

Figure 1 : Diversité des patterns de plusieurs espèces d’Amazonie – 1ère ligne : H. burneyi huebneri, H. aoede auca et H. xanthocles Zamora – 2ème ligne : H. timareta f. timareta, H. doris doris et H. demeter ucayalensis – 3ème ligne : H. melpomene malleti, H. egeria homogena et H. erato emma – 4ème ligne : H. elevatus pseudocupidineus, Eueides heliconioides eanes et E. tales calathus – 5ème ligne : Cretonne phyllies (Source : Wallbank et al., 2016)

Cependant, des études ont montré qu’il existait des structures génétiques permettant de contourner ces contraintes. Elles sont constitués d’éléments juxtaposés, dits modules, codant pour des domaines spécifiques, où la modification de l’un d’entre eux ne perturbe pas l’expression des autres. Ce principe semble être à l’origine de la diversité morphologique.

De tels éléments ont été découverts chez les Heliconius (thématique sur laquelle j’ai travaillé en 2009, rendez-vous en bas de page). Ces papillons, qui se rencontrent en Amérique Latine et du Sud, regroupent de nombreuses espèces aux motifs et aux couleurs d’une grande diversité. Dans une même localité géographique, l’ensemble des espèces présente une structuration de la coloration des ailes identique. Cette convergence mimétique est particulièrement remarquable pour les 11 espèces d’Heliconius au phénotype appelé « Dennis-Ray » : taches rouges à la base des ailes antérieures (Dennis) et rayures rouges sur les ailes postérieures (Ray) (voir figure 1).

Quels sont les processus génétiques et évolutifs qui ont ainsi permis à toutes ces espèces, parfois phylogénétiquement éloignées, d’évoluer vers un pattern similaire ? 

C’est ce à quoi a voulu répondre l’équipe de Wallbank.

Pour cela, les scientifiques ont entrepris des analyses génétiques sur Heliconius melpomene et d’espèces proches comme H. elevatus et H. timareta pour identifier les modules associés aux éléments à l’origine des phénotypes Dennis et Ray.

Leurs résultats révèlent une histoire évolutive plus complexe que les scientifiques le supposaient !

Les analyses génomiques ont été réalisées à partir de (suite…)

Projet Makay – Madagascar 

10 au 29 avril 2016



Moi en forêt guyanaise, station des Nouragues - 2009 (Source : Benoît GILLES)

Moi en forêt guyanaise, station des Nouragues – 2009 (Source : Benoît GILLES)

Je participe en avril à une mission d’exploration scientifique à Madagascar dans une région riche d’une biodiversité unique et inconnue de la science : la région du Makay, dans le but de contribuer à sa préservation.

Pour faire un don : me contacter, ou suivre ce lien

II) Présentation détaillée du projet
  • La région du Makay

Au XXIème siècle, des régions du monde demeurent encore peu explorées et renferment une biodiversité inconnue de la science.

Situation géographique de la région du Makay à Madagascar

Situation géographique de la région du Makay à Madagascar (Source : © Naturevolution)

Au centre-ouest de l’île de Madagascar figure l’une d’entres elles : la région du Makay. D’une superficie de 150 km x 50 km, cette zone est constituée d’un massif de roches cristallines datant de plusieurs centaines de millions d’années. Le Makay est à la fois l’une des oeuvres de la nature les plus monumentales qui soit et un emblème de Terra Incognita – son existence étant même peu connue de la plupart des malgaches -.

Le massif est formé de hauts plateaux couverts en partie par de la forêt ou par une végétation arbustive/herbacée typique de l’ouest de Madagascar et de profonds canyons creusés par des millions d’années d’érosion abritant une végétation humide similaire aux forêts de l’est de l’île.

Les espèces animales et végétales de cette région, isolées des autres populations depuis des millions d’années, ont évolué dans des niches écologiques particulières engendrant un taux exceptionnel d’endémisme (espèce dont l’aire de répartition est spécifique à une zone précise).

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(Source : © Evrad Wendenbaum)

Ces mécanismes géologiques et biologiques uniques au monde font du massif du makay un sanctuaire et un coffre-fort de biodiversité protégé des activités humaines par son relief escarpé. Cependant, des pressions et des dégradations d’origine anthropique de plus en plus présentes et intenses menacent son existence.

  • Projet

Le projet, mené par les associations Naturevolution et Projets Plus Actions depuis plusieurs années, sous l’impulsion d’Evrad WENDENBAUM, consiste à explorer la région et à inventorier les richesses biologiques et archéologiques pour confirmer la preuve du caractère exceptionnel du massif du Makay auprès des autorités malgaches afin que des mesures de sauvegarde et de préservation soient mises en place rapidement.

La mission qui aura lieu du 10 au 29 avril 2016, et à laquelle je souhaite participer, s’inscrit dans ce processus et permettra de (suite…)

Un grand nombre d’espèces animales ont développé la capacité à estimer et à déterminer la distance des objets et la profondeur de champ en combinant et en analysant l’information visuelle provenant de l’image perçue par chacun de leurs yeux sous un angle différent : c’est la vision stéréoscopique (aussi appelée 3D). Cette faculté leur procure un avantage certain dans la perception de leur environnement, à la fois pour le déplacement et la capture des proies.

Pour obtenir une image 3D précise, les yeux doivent être positionnés sur un même plan à l’avant de la tête : une organisation que l’on retrouve chez les espèces prédatrices comme les félins ou les rapaces nocturnes, ou également chez les primates.

Autant le fonctionnement de la vision stéréoscopique chez les vertébrés est aujourd’hui bien décrit et compris, autant celui des invertébrés, comme les insectes, demeure lacunaire en raison de la difficulté à mener des expérimentations à leur échelle.

Les deux lignées divergeant phylogénétiquement depuis des centaines de millions d’années, il est probable que le fonctionnement du système visuel des insectes soit fondamentalement différent de celui des vertébrés. Il est donc intéressant de découvrir les différentes solutions mises en place par la sélection naturelle chez ces espèces en réponse à une même contrainte adaptative, compte tenu de la relative simplicité du système nerveux des insectes.

Lunettes 3D placés sur les yeux composés d'une mante-religieuse

Lunettes 3D placés sur les yeux composés d’une mante-religieuse (Source : Gizmodo)

Pour répondre à ces interrogations, une équipe de scientifique anglais et français, menée par Vivek Nityananda de l’Institut de Neuroscience de Newcastle, a entrepris en 2015 des expérimentations consistant à créer un cinéma 3D pour mantes-religieuses !

Après avoir fixé des lunettes 3D sur les yeux composés des insectes (lire cet article) avec de la cire d’abeille (voir photo ci-contre), les scientifiques ont fait défiler des (suite…)

Interview de Nicolas MOULIN
Entomologiste indépendant
Bureau d’étude et d’expertise en entomologie

 

154345_487296362146_4497670_nNicolas MOULIN est un jeune entomologiste indépendant qui a créé son bureau d’étude et d’expertise en entomologie il y a 9 ans. Vous pourrez découvrir ces activités très riches à cette adresse : http://www.nmentomo.fr

Je souhaite remercier Nicolas d’avoir accepté de répondre à mes questions, de sa réactivité, de son enthousiasme et de sa gentillesse. Nicolas nous fait ainsi découvrir une autre manière de vivre de l’entomologie.

  • Bonjour Nicolas, peux-tu nous présenter qui tu es et d’où tu viens ?

J’ai 34 ans, je suis entomologiste à mon compte depuis 9 ans (avec un ou deux salariés depuis 5 ans). Je suis originaire de Paris et maintenant rouennais d’adoption à cause d’une thèse non financée et de choix à faire dans la vie de ma compagne.

  • D’où te vient ta passion pour l’entomologie, et qu’est-ce qui t’intéresse chez les insectes ?

Cette passion m’est venue il y a bien longtemps alors que j’allais en vacances à la campagne dans le Limousin chez mes grands-parents maternels. Ma grand-mère était fascinée par les papillons et en épinglait quelques-uns. J’ai pris le virus en courant la campagne et en écumant les sentiers de montagnes des Alpes avec mes parents, ainsi que les rochers d’escalade.

Chez les insectes, leur diversité et leur capacité d’adaptation m’étonnent toujours.

  • Tu as fait de ta passion un métier, c’est une réelle chance. Explique nous en quoi il consiste et quelles sont les différentes activités que tu réalises et que tu proposes. Travailles-tu seul ou en collaboration avec d’autres entomologistes, bureaux d’études et/ou collectivités ?

C’est une chance… Oui car je vis de ma passion. Mais je suis entrepreneur… Et ce n’est pas facile tous les jours.

Nicolas MOULIN au cours d'un atelier Entomo au Parc National de Lopé - Gabon (2014) (Source : Barbara EVRARD)

Nicolas MOULIN au cours d’un atelier Entomo au Parc National de Lopé – Gabon (2014) (Source : Barbara EVRARD – Université de Rouen)

Mon entreprise propose principalement des services d’expertises, de suivis d’espèces/populations, de diagnostics et d’études d’impact. Elle propose aussi des formations en entomologie et en création d’entreprise dans le domaine de l’environnement. Enfin, quelques animations nous permettent de se raccrocher aux humains et de ne pas rester seuls avec nos chers insectes.

Comme je le disais, j’ai travaillé seul les quatre premières années. J’ai eu plusieurs salariés avant de stabiliser mes collaborations avec une collaboratrice très douée. J’en suis réellement satisfait et nous travaillons bien ensemble (je crois !).

Nous sommes tout autant disposés à travailler seuls qu’en collaboration avec des bureaux d’études, des instituts de recherche, des collectivités locales. Ce sont les marchés publics qui (suite…)

Les yeux ont pour fonction de réceptionner et de guider l’énergie lumineuse (photons) vers des cellules réceptrices spécialisées (photorécepteurs) qui traduisent cette énergie photonique en énergie électrique. Transmise ensuite au cerveau par des neurones, elle sera analysée et interprétée pour donner naissance à une représentation mentale de l’environnement permettant à l’animal de se déplacer; de repérer sa proie ou son partenaire sexuel, etc.

Les yeux des vertébrés, constitués d’une structure unique, sont appelés yeux simples. Chez les arthropodes, les yeux sont, quant à eux, dits composés car constitués de plusieurs sous-unités similaires : les ommatidies.

Les yeux composés sont apparus tôt dans l’évolution. Ils ont été observés sur des fossiles de crustacés et de chélicérates (scorpions et araignées) du Cambrien (540-485 millions d’années) et sur des insectes du Dévonien (420-360 Ma). Cette période a été favorable à une grande diversification du monde animal. Les yeux composés de l’actuelle limule (Limulus sp., Chélicérates) sont ainsi restés inchangés depuis cette époque (lire cet article).

En raison de leur petite taille, l’observation et l’étude des yeux des insectes a du attendre l’invention du microscope au XVIIème siècle. Les premières descriptions en ont été réalisées par le chimiste, physicien et mathématicien anglais Robert Hooke en 1665, par le savant néerlandais Antoni Van Leeuwenhoek en 1695 et par le physiologiste autrichien Sigmund Exner en 1891.

I) Présence des yeux composés

Les yeux composés se retrouvent chez la quasi-totalité des espèces d’insectes : leur taille, leur forme et leur  structure varient cependant entre les familles et les espèces.

Chez les Aptérygotes (dépourvus d’ailes), insectes qualifiés de « primitifs », ils sont absents par exemple chez les Thysanoures (ordre d’insectes aptères) et les Protoures (arthropodes pancrustacés hexapodes longtemps considérés comme des insectes) et ne sont constitués que de 8 ommatidies chez les autres.

Par contre, chez les Ptérygotes (pourvus d’ailes), insectes qualifiés de « modernes », le nombre d’ommatidies peut être particulièrement élevé : 800 chez les drosophiles (Diptères), 7 500 chez les Diopsidae (Diptères) (lire cet article),  10 000 chez les bourdons (Hyménoptères), ou encore 30 000 chez les Odonates (libellules).

Certaines espèces cavernicoles, souterraines comme les termites (Isoptères), parasites aux ailes atrophiées (Phthiraptera et Siphonaptera), ou de cochenilles (Hémiptères) en sont dépourvus. L’oeil de la fourmi Hyponera punctatissima (Hyménorptères – Formicidae) n’est constitué, quant à lui, que d’une seule ommatidie.

II) Structure d’une ommatidie

Chaque ommatidie est constituée de 3 parties : optique, de collecte de la lumière et sensorielle.

Figure 1 : Oeil composé et ommatidies d'un insecte (Source : Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne)

Figure 1 : Oeil composé et ommatidies d’un insecte (Source : Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne)

Comme l’ensemble du corps des insectes, les yeux composés sont couverts d’une cuticule (lire cet article), mais pour des raisons évidentes, celle-ci est à cet endroit transparente, incolore et forme une cornée, ou lentille biconvexe, à la surface de chaque ommatidie.

Vu de dessus, les ommatidies forment des facettes hexagonales placées les unes à coté des autres (figure 1).

La cornée est synthétisée et sécrétée par deux cellules épidermiques, cellules cornéales, ou aussi cellules pigmentaires primaires. Sous la cornée se trouvent 4 cellules (cellules Semper) dont la fonction est de produire, chez certaines espèces, une seconde lentille rigide et transparente appelée cône cristallin (Figure 2). Sous la Cornée et le cône cristallin sont placées les cellules sensorielles (photorécepteurs ou cellules rétiniennes) qui sont des neurones allongés, généralement au nombre de 8, parfois de 7 ou de 9, bordées latéralement par 12 à 18 cellules de soutien, séparant les ommatidies entre elles, et appelées cellules pigmentaires secondaires (figure 2). Les photorécepteurs traversent la lame basale (lamina basale) où ils se connectent aux neurones du nerfs optique au niveau du lobe optique.

La marge interne des photorécepteurs est composée de (suite…)

Les mouches de la famille des Diopsidae ont la particularité étonnante d’avoir les yeux positionnés à l’extrémité d’excroissances appelées pédoncules oculaires situés de chaque côté de la tête.

Cette morphologie d’hypercéphalisation et de latéralisation du système visuel se rencontre également chez des vertébrés, où le cas le plus connu est celui du requin marteau, chez des crustacés (crabes, crevettes), chez d’autres insectes comme des Hyménoptères (guêpes, abeilles), des Hétéroptères (punaises) ou encore chez d’autres familles de Diptères (mouches) : Micropezidae, Otitidae, Platystommatidae, Tephritidae, Richardiidae, Perisscelididae et Drosophilidae (voir album photos en bas de page).

La famille des Diopsidae présente toutefois le plus haut degré de complexité de ce processus adaptatif.

I) Ecologie et biologie des Diopsidae
Photo 1 : Diopsidae, espèce non déterminée, Singapore (Source : Nicky Bay - Flickr)

Photo 1 : Diopsidae, espèce non déterminée, Singapore (Source : Nicky Bay – Flickr)

Les Diopsidae regroupent 194 espèces réparties en 14 genres dont l’aire de répartition se concentre quasi-exclusivement sous les tropiques et l’Ancien-monde. En 1997, une espèce a été découverte en Europe : Sphyracephala europaea (voir photo 2).

Ces insectes se rencontrent dans les habitats denses et sombres des forêts tropicales et sub-tropicales, le plus souvent près de la litière. Les adultes s’alimentent de bactéries à la surface de feuilles mortes ou d’animaux morts et les larves, quant à elles, se nourrissent de débris végétaux.

Photo 1 : Sphyracephala europaea (Source : Nikola Rahmé - Flickr)

Photo 2 : Sphyracephala europaea (Source : Nikola Rahmé – Flickr)

Ces insectes mesurent en moyenne 10 mm de longueur. Certaines de ces espèces, comme Cyrtodiopsis whitei, ont une longueur d’écartement de leurs yeux supérieure à celle de leur corps ! (voir photos 1 et 3).

Des espèces sont dites monomorphiques (mâles et femelles possèdent des pédoncules oculaires de même longueur) et d’autres dimorphiques (les mâles ont des pédoncules oculaires plus longs que ceux des femelles). Ce dimorphisme sexuel se retrouve chez des genres et des espèces non apparentés, ce qui suggère que ce caractère morphologique serait apparu plusieurs fois indépendamment au cours de l’évolution.

Les espèces dimorphiques vivent en majorité dans la (suite…)

L’un des besoins les plus universels des animaux est d’appréhender l’environnement dans lequel ils vivent pour se déplacer dans des milieux complexes et diversifiés à la recherche de congénères, pour fuir des prédateurs ou encore capturer des proies.

L’acquisition de renseignements peut s’effectuer de diverses manières avec les sens de l’ouïe, du toucher, de l’odorat ou encore de la vision. Cette dernière est celle qui procure le plus d’efficacité pour les insectes diurnes. Pour les insectes nocturnes, d’autres organes sensoriels spécialisés, comme les mécanorécepteurs cuticulaires, placés sur les antennes, les pattes et autres parties du corps, interviennent dans le toucher (contact ou courant d’air) par exemple (lire les articles sur les mécanorécepteurs).

Cicindela hybrida transversalis (Dejean, 1822) (Source : Flickr - Udo Schmidt)

Cicindela hybrida transversalis (Dejean, 1822) (Source : Flickr – Udo Schmidt)

Les espèces prédatrices diurnes possèdent généralement des yeux hypertrophiés et une acuité visuelle très performante développés pour la capture de proies en mouvement. On retrouve ces adaptations chez les libellules (Odonates), les mouches (Diptères) ou encore les Coléoptères comme certaines espèces du genre Cicindela (article sur l’anatomie des yeux des insectes à lire ici). Appelés dans le langage courant « cicindèles », ces insectes appartiennent à la famille des Carabidae et à la sous-famille des Cicindelinae. Toutes les espèces de cicindèles sont prédatrices, certaines nocturnes, d’autres diurnes, et capturent leurs proies en les poursuivant sur le sol par des déplacements très rapides.

Fait étonnant, les cicindèles diurnes réalisent des phases d’arrêt successives à intervalle régulier durant leur course. Il a été démontré que ce comportement résulte de la vitesse à laquelle ces insectes courent. Malgré de grands yeux adaptés pour une vision large et précise, les phases d’accélération sont tellement élevées que leurs récepteurs à photons (photorécepteurs) situés dans leurs yeux ne peuvent en capter suffisamment rendant la vision floue. Des vitesses de 2,4 m par seconde ont pu être relevées, soit 120 fois la longueur de l’insecte. En comparaison, c’est comme si un homme de 1,70 m se déplaçait à 734,4 km par heure, et cela, à la surface du sol !

Donc, afin de visualiser à nouveau précisément la proie et les obstacles de l’environnement qui se trouvent devant lui, l’insecte doit suspendre sa course quelques dizaines de millisecondes pour réaliser une mise au point.

Des études publiées en 2014 par deux scientifiques américains, Daniel B. Zurek et Cole Gilbert, ont démontré que (suite…)