Monthly Archives: juillet 2015

Dans les contrées arctiques et subarctiques, les organismes vivants doivent, durant l’hiver, survivre à des températures extrêmes atteignant parfois les -60°C.

Pour cela, deux stratégies s’offrent à eux :

  • Se protéger du froid afin d’éviter la congélation et donc la mort par éclatement des cellules (augmentation du volume de l’eau lors du gel), ce que font les mammifères, les oiseaux et autres reptiles par exemple
  • Etre tolérant au gel et survivre à des phases de congélation

Des espèces d’insectes, ont, au cours de l’évolution, adopté la deuxième stratégie en développant des adaptations physiologiques particulières leurs permettant d’hiberner dans de telles conditions.

Pour éviter de geler, l’une d’elle consiste à produire et à stocker dans l’organisme des combinaisons de molécules ayant un rôle cryoprotecteur ou de cryoprotection (molécules « antigel »), une autre est de perdre la quasi-totalité de l’eau par déshydratation comme le font les collemboles.

Photo 1 : Cucujus clavipes adulte (Source : Flickr)

Photo 1 : Cucujus clavipes adulte (Source : Brad Smith – Flickr)

Le scolyte rouge (Cucujus clavipes) est un coléoptère de la famille des Cucujidae qui se rencontre en Amérique du Nord (de la Caroline du Nord au cercle arctique) et dont les larves survivent dans la nature à des températures inférieures à -40°C voire -58°C (photo 1 et 2).

Une équipe de scientifiques, menée par l’entomologiste canadien todd Sformo (2010), a réalisé des expériences sur des larves de cette espèce afin d’établir les températures limites auxquelles ces insectes pouvaient survivre et comprendre les mécanismes physiologiques mis en jeu.

Ils ont découvert que 50% des larves avaient survécu à une température de -70°C, 7% d’entres elles à -100°C, battant ainsi le record de survie au froid.

Chez Cucujus clavipes, plusieurs sous-espèces sont réparties géographiquement, dont C. clavipes clavipes à l’est de l’aire de répartition et C. clavipes puniceus à l’ouest. Les larves de cette dernière ont la faculté de survivre à des températures plus basses que la première, certaines d’entres elles ne gelant qu’à des températures de l’ordre de -150°C.

Photo 2 : larve de Cucujus clavipes (Source : C Wood - Flickr)

Photo 2 : larve de Cucujus clavipes (Source : C Wood – Flickr)

Cette exploit est possible grâce à l’utilisation conjointe de molécules « antigel » et de la déshydratation. Ainsi, lorsque l’automne arrive, les larves cessent de s’alimenter, vident leur tube digestif et produisent une grande quantité de molécules « antigel » comme le glycérol. A ce stade, les larves peuvent survivre à des températures de -20°C. Puis, au début de l’hiver, la production et l’accumulation de molécules « antigel » s’accentuent dans l’organisme, ce qui, couplé avec la quasi-déshydratation des tissus, augmente le seuil de survie à -40°C. La concentration en solutés (glycérine et protéines antigel par exemple) qui résulte de ces phénomènes, entraine une élévation de la viscosité des tissus, diminuant encore le seuil à -58°C.

Les larves de Cucujus clavipes, bien qu’elles résistent à de telles températures en laboratoire, ne sont jamais confrontées à des conditions aussi extrêmes dans la nature car elles sont généralement protégées sous une épaisse couche de neige isolante.

Source :

– Sformo T., et al. (2010) : Deep supercooling, vitrification and limited survival to -100°C the Alaskan beetle Cucujus clavipes puniceus (Coleoptera : Cucujidae) larvae – The Journal of Experimental Biology 213:502-509 (lien)

Interview de David GIRON
Directeur de l’Institut de Recherche sur la Biologie de l’Insecte – IRBI
Université de Tours
David GIRON - Chargé de recherche CNRS

David GIRON – Chargé de recherche CNRS

David Giron est un chercheur travaillant sur les insectes à l’Institut de Recherche sur la Biologie de l’Insecte (IRBI) à l’Université de Tours.

Ayant suivi le Master Recherche (2006-2008) de l’IRBI, David GIRON fut l’un de mes professeurs durant cette période.

Ses travaux et ses cours étant passionnants, j’ai souhaité vous faire découvrir son univers et un métier trop peu connu du grand public.

Je remercie David GIRON pour cette interview passionnante, et d’avoir pris un peu de son temps, très chargé, pour répondre à ces questions. 

  • Dans quel laboratoire travailles-tu ?

L’institut de Recherche sur la Biologie de l’Insecte (IRBI). C’est une unité mixte de recherche (UMR) rattachée à l’Université François-Rabelais de Tours (37) et au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Nous sommes basés sur le site de la faculté de Sciences et Techniques.

  • Quelles sont les thématiques de recherche développées par les laboratoires de l’IRBI ?

Nous abordons de nombreuses thématiques liées aux insectes. De façon globale il s’agit de comprendre les interactions entre les insectes et leur environnement qu’il s’agisse  d’interactions biotiques (avec les autres organismes vivants) ou d’interactions avec l’environnement abiotique. Nous cherchons à comprendre les mécanismes qui régissent ces interactions et leurs conséquences en terme d’adaptation, par exemple face aux changements climatiques et autres perturbations anthropiques.

Nos thématiques abordent des questions telles que la dynamique des populations d’insectes invasifs et les mécanismes responsables de leur succès reproducteur, ou la nature et l’origine des associations entre guêpes parasites et des virus qui peuvent leur servir pour infecter leurs hôtes, ou encore l’aérodynamique du vol (lire cet article) et de la marche (lire cet article) des insectes et leurs conséquences pour échapper à des prédateurs ou enfin des questions comme les stratégies de sélection de partenaires sexuels sur la base de signaux acoustiques et les mécanismes de thermorégulation (lire cet article) utilisés par les insectes hématophages (qui se nourrissent de sang).

  • Sur quelles thématiques travailles-tu personnellement ?

Je travaille sur les interactions entre les insectes et les plantes. J’essaie de comprendre les (suite…)

Hypocephalus armatus est un gros Coléoptère d’Amérique du sud : d’une morphologie unique parmi les longicornes (longues antennes), sa biologie et son écologie demeurent un mystère et il reste, depuis sa découverte, une curiosité entomologique.

I) Biogéographie

Carte 1 : Carte du Brésil et de l'état de Minas Gerais (Source Google Map)

Carte 1 : Carte du Brésil et de l’état de Minas Gerais (Source Google Map)

L’aire de répartition d’Hypocephalus armatus est limitée à une petite zone de l’est du Brésil, principalement dans l’état de Minas Gerais, au nord de Rio de Janeiro (voir carte 1 ci-contre).

II) Taxonomie

Décrit en 1832 par le zoologiste français Eugène Desmaret (1816-1889), Hypocephalus armatus a vu sa position systématique évoluer régulièrement. En raison d’une morphologie singulière parmi les Coléoptères (voir paragraphe suivant), les entomologistes, ne sachant pas dans quelle famille placer l’espèce, l’ont transférée d’un taxon (définition) à un autre de nombreuses fois. L’entomologiste américain John Lawrence LeConte (1825-1883), reconnu mondialement pour avoir décrit des milliers d’insectes durant sa carrière, a dit en 1876 : « parmi tous les Coléoptères connu de la science, aucune espèce n’a provoqué autant d’incertitude quant à sa position systématique » (The Book of the Beetle – p516).

Hypocephalus armatus est actuellement intégré à la famille des Vesperidae qui comprend 17 genres et 80 espèces. Cette famille est subdivisée en 3 sous-familles : (suite…)