Appareil buccal et alimentation chez les insectes : Généralités

Description générale des différents types de pièces buccales des insectes adaptées au régime alimentaire

Les insectes, présents sur terre depuis au moins 479 millions d’années (lire cet article), ont pu conquérir tous les types de milieu et d’environnement grâce à leur capacité d’exploiter l’ensemble des ressources alimentaires de ces milieux. La sélection naturelle a favorisé, au cours de l’évolution, l’adaptation de pièces buccales spécialisées au régime alimentaire de l’espèce, voire même à une période précise du cycle de développement de l’insecte (exemple : chenille/papillon).

On a tous pu observer des insectes en train de se nourrir, papillons, mouches, coléoptères… etc., vous avez sans doute remarqué la grande diversité des modes d’alimentation et des types de pièces buccales. Certains broient leur nourriture comme les chenilles (Lépidoptères), les Coléoptères et les Hyménoptères (guêpes, fourmis), d’autres aspirent comme les moustiques (Diptères) et les punaises (Hémiptères), d’autres lèchent comme les mouches (Diptères) et d’autres ne s’alimentent pas à l’état adulte (imago) et ont des pièces buccales atrophiées (Lépidoptères, Plécoptères, Coléoptères….). Ces types ont été classées en 3 grandes catégories :

  1. les « broyeurs« 
  2. les « piqueurs« 
  3. les « suceurs« 
Différents types d'orientation des pièces buccales chez les insectes (Source : University Utah)

Différents types d’orientation des pièces buccales chez les insectes (Source : University Utah)

Les pièces buccales se situent sur la tête selon 3 axes (voir illustration ci-contre) :

  1. Prognathesdirigées vers l’avant dans l’axe du corps (Coléoptères phytophages par exemple)
  2. Orthognathes (Hypognathes en anglais) : dirigées vers le bas perpendiculaires à l’axe du corps comme les criquets et sauterelles (Orthoptères) et les mouches (Diptères)
  3. Hypognathes (Opisthognathes en anglais) : dirigées vers l’arrière comme les punaises (Hémiptères).

Les insectes peuvent être également classés en deux groupes, ceux dont les pièces buccales sont logées dans la tête et ne sont pas visibles à l’extérieur : les Endognathes ; et ceux dont elles sont extérieures et visibles : les Ectognathes. Les Endognathes sont des insectes considérés comme « primitifs » (Collemboles, Protoures et Diploures) et les Ectognathes regroupent la plupart des insectes rencontrés Lépidoptères, Coléoptères, Odonates, Orthoptères….

Morphologie générale des pièces buccales

Appendices buccaux d'un insecte, tête en vue latérale (Source : UPS Toulouse)

Appendices buccaux d’un insecte, tête en vue latérale (Source : UPS Toulouse)

L’appareil buccal des insectes est composé d’un ensemble d’éléments articulés, regroupés en 3 paires d’appendices céphaliques qui servent à la prise de la nourriture et à son ingestion (Voir illustration ci-contre) :

  1. 1 paire de Mandibules
  2. 1 paire de Maxilles (= les mâchoires)
  3. le Labium

Les maxilles et le labium se terminent par une paire de palpes (appendices constitués d’éléments articulés), où sont présents des poils sensoriels, jouant ainsi le rôle d’organes sensoriels du toucher, du goût et de l’odorat (voir illustrations ci-après).

  • Chaque maxille est composée de plusieurs éléments : cardostipepalpe, Lacinia et Galea
  • Le Labium est constitué de plusieurs éléments : Submentum,  Mentum, Prementum, Glossa et Paraglossa.

On retrouve également à l’avant des pièces buccales, deux éléments jouant rôle de lèvres antérieures : le Labre et le Clypeus ; et à l’arrière l’Hypopharynx qui joue le rôle de langue et de plancher buccal (voir illustrations ci-après).

Différents éléments de l'appareil buccal chez les insectes (Source : Université Utah)

Différents éléments de l’appareil buccal chez les insectes (Source : Université Utah)

Différents éléments de l'appareil buccal des insectes (Source : UPS Toulouse)

Différents éléments de l’appareil buccal des insectes (Source : UPS Toulouse)

Adaptations spécialisées au régime alimentaire

Il existe autant d’adaptation et de modification des pièces et de l’appareil buccal qu’il existe de régimes alimentaires, de familles et d’espèces d’insectes. Cette diversité s’étend de mandibules robustes capables de découper du bois (Coléoptères), à une sorte de trompe (Proboscis) léchant les liquides (Diptères), à une trompe enroulée aspirant le nectar des fleurs (Lépidoptères) ou encore à une « seringue » comme chez les moustiques (Diptères) et les punaises (Hémiptères) (voir illustration en fin de page).

  • Les insectes « broyeurs » : L’appareil buccal est caractérisé par 1) des mandibules bien développées, dures, en forme de pyramide un peu aplatie dont le rôle est de couper et broyer la nourriture ; 2) d’une deuxième paire de mâchoires (les maxilles) utilisés pour mastiquer les aliments. Cette catégorie regroupe la plupart des familles d’insectes comme les Coléoptères, les Hyménoptères (fourmis et guêpes), les blattes (Blattoptères), les Dictyoptères (termites, mante-religieuses), les Dermaptères (perce-oreilles)… entre autres.
    Appareil buccal de type broyeur d'un insecte prédateur de l'espèce Cilindera mutata (Source : Flickr.com)

    Appareil buccal de type broyeur d’un insecte prédateur de l’espèce Cilindera mutata (Source : Flickr.com)

    • Les « broyeurs-suceurs » : sont les espèces qui se nourrissent, malgré des mandibules bien développées, d’aliments liquides. Se sont souvent des larves de Névroptères, de Thysanoptères et de Coléoptères. La larve de Dytique (coléoptère aquatique) attrape ces proies (insectes, petits poissons et tétards) à l’aide de ces mandibules, injecte de la salive digestive par des canaux dans ces mandibules puis absorbe le les tissus liquéfiés par ces même canaux.

      Appareil buccal de type "broyeur-suceur" de la larve de Dytique (Source : Flickr.com)

      Appareil buccal de type « broyeur-suceur » de la larve de Dytique (Source : Flickr.com)

    • Les « broyeurs-lécheurs » : sont les espèces dont les mandibules ne servent pas à l’alimentation mais à transporter ou manipuler des matériaux comme chez les abeilles. L’alimentation est uniquement liquide, les maxilles et le labium ont fusionné pour former une « langue » utilisée pour « lécher » les liquides comme le nectar des fleur.

      Appareil buccal de type "broyeurs-lécheurs" chez le bourdon (Source : Flickr.com)

      Appareil buccal de type « broyeur-lécheur » chez le bourdon (Source : Flickr.com)

  • Les insectes « suceurs » : L’appareil buccal est totalement transformé est ne permet de collecter que de la nourriture liquide. Les mandibules, les maxilles et d’autres éléments sont modifiés et allongés pour former un long tube conçu pour aspirer. Selon la configuration des pièces buccales, plusieurs groupes peuvent être caractérisés.
    • Les « suceurs-lécheurs » de type « suceur-labial » : Chez ces espèces, notamment des mouches (Diptères des familles Muscidae, Sylphide et Tachinidae), le labium est modifié pour former une trompe molle pouvant se replier en Z sous la tête, appelée Proboscis. L’extrémité est constituée de 2 lobes dont les pseudotrachées permettent l’aspiration du liquide. Elles ont aussi la capacité à digérer de la nourriture par l’excrétion de salive digestive.

      Appareil buccal de type "suceur-lécheur" de la mouche (Source : Flickr.com)

      Appareil buccal de type « suceur-lécheur » de la mouche (Source : Flickr.com)

    • Les « suceurs-lécheurs  » de type « suceur-maxillaire » : L’exemple le plus connu sont les Lépidoptères (papillons) imago (état adulte), où la fusion des 2 maxilles et leur allongement forment une Trompe enroulée spiralée qui leur sert à sucer comme avec une paille les liquides et notamment le nectar des fleur. Certaines espèces de papillon ont perdu cet organe et ne s’alimentent pas à l’état adulte, ne vivant que sur leurs réserves emmagasinées durant le stade chenille (exemple : famille des Attacidae) (en savoir plus sur les stades de développement ici).

      Appareil buccal de type "suceur-maxillaire" chez un papillon Heliconius - Photo B. GILLES

      Appareil buccal de type « suceur-maxillaire » chez un papillon Heliconius – ©Photo B. GILLES

  • Les insectes « piqueurs » : Ces insectes ont la particularité de pouvoir percer la peau des animaux ou les tissus des végétaux pour aspirer les liquides internes à l’aide de pièces buccales modifiées formant un organe appelé stylet. Le stylet est la plupart du temps rabattu sous l’animal et donc peu visible. On retrouve les Hémiptères (punaises et pucerons), les mouches (Diptères) comme les taons et les moustiques qui se nourrissent de sang (Hématophages), certaines espèces de punaises comme les Reduviidae sont également hématophages (punaise des lits par exemple).
  • Appareil buccal de type "piqueur" de taon (Diptère) (Source : Flickr.com)

    Appareil buccal de type « piqueur » de taon (Diptère) (Source : Flickr.com)

    Appareil buccal de type "piqueur" d'une punaise (Source : Flickr.com)

    Appareil buccal de type « piqueur » d’une punaise (Source : Flickr.com)

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Modifications des différents éléments de l’appareil buccal des insectes et adaptation morphologique à un régime alimentaire :

Illustration des modifications morphologiques des pièces buccales pour différents régimes alimentaires (Source : )

Illustration des modifications morphologiques des pièces buccales pour différents régimes alimentaires (Source : UPS Toulouse)

Recommandation d’ouvrages sur cette thématique :

Evolution of the Insects (David Grimaldi & Michael S. Engel – Edition : Cambridge University Press – 772 pages – 16 mai 2005)

The Insects: An Outline of Entomology (P.J. Gullan & P.S. Cranston -Edition : Wiley-Blackwell – 624 pages – 5ème édition : 17 octobre 2014)

Arthropod Biology and Evolution: Molecules, Development, Morphology (Alessandro Minelli, Geoffrey Boxshall & Giuseppe Fusco – Edition : Springer Berlin Heidelberg – 532 pages – 11 avril 2013)


Benoît GILLES
Chargé de recherche – Entomologiste chez Cycle Farms


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