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Lac Mono (Source : F. van Breugel)

L’été, les rives du lac Mono en Californie sont envahies pas des millions de petites mouches. La densité est telle qu’elle atteint parfois par endroit plus de 2000 mouches sur la surface d’une carte postale, pour une population totale estimée à plus de 100 milliards d’individus. Ces mouches appartiennent à une espèce : Ephydra hians (Ephydridae). Les adultes sont connus pour leur mode de vie et leur comportement subaquatique des plus surprenants et singuliers : ils ont en effet la capacité à s’immerger complètement sous l’eau à la fois pour se nourrir et pour pondre leurs oeufs.

Les premières observations et descriptions des moeurs de cet insecte remontent à 150 ans et ont été faites par l’écrivain Mark Twain (1835-1910) sous ces mots : « vous pouvez les maintenir sous l’eau aussi longtemps que vous le souhaitez – sans que cela les dérange – elles sont seulement fières d’elles. Quand vous les laissez partir, elles remontent entièrement sèches à la surface, et marchant avec autant d’insouciance que si elles avaient été éduquées dans le but d’offrir un divertissement instructif à l’homme« .

Biologie et écologie de Hephydra hians

Ephydra hians est une de 4 à 7mm, de couleur marron foncé avec des reflets verts métalliques sur le thorax. L’espèce à la particularité de se développer dans des eaux à forte salinité, expliquant son nom de mouche alcaline. L’eau du lac Mono possède en effet une teneur en sel trois fois supérieure à celle de l’Océan Pacifique, avec une forte concentration en bicarbonate de sodium (NA2CO3), qui lui confère une alcalinité particulière (pH=10). Cette salinité résulte du non renouvellement de l’eau depuis 60 000 ans et d’une évaporation régulière et constante. Le calcium (CaCO3) qui l’accompagne provient quand à lui de sources naturelles.

Hormis E. hians, seuls des algues, des bactéries et des crevettes halophiles tolèrent cet environnement. Les mouches adultes, vivant entre 3 et 5 jours, peuvent ainsi s’alimenter d’algues et pondre sans craindre la concurrence ou la prédation. Le rôle écologique de ce lac est très important dans cette région car il offre une ressource alimentaire à près de 2 millions d’oiseaux migrateurs qui y font halte chaque année (par exemple, 85% de la population de goéland de Californie rejoignent le lac pour nicher) (voir vidéo en bas de page).

Ephydra hians dans sa bulle d’air (Source : F. van Breugel)

Il est primordial pour ces mouches de demeurer sèche pour leur survie. Le fait d’être mouillées engendrerait le dépôt d’une fine couche de minéraux sur leur cuticule (squelette externe des insectes), augmentant par conséquent la probabilité d’être à nouveau mouillées lors d’un prochain contact avec l’eau. Pour se protéger de l’élément liquide nocif lors de la plongée, les mouches s’entourent d’une bulle d’air protectrice englobant à la fois le corps et les ailes. Cette boule leur permet ainsi de se protéger des sels et des composants alcalins et d’apporter l’oxygène tel un poumon externe (photo ci-contre). Grâce à ce scaphandre, la mouche peut rester immergée près de 15mn à des profondeurs de 4 à 8m. Pour rejoindre la surface, elle lâche prise et se laisse tout simplement porter où elle va pouvoir flotter, marcher sur l’eau ou encore s’envoler (voir vidéo ci-dessous).

Or, depuis 150 ans, la formation de cette bulle d’air et la capacité de Ephydra hians à s’immerger dans ces eaux aussi alcalines sont demeurées un mystère pour la science. C’est pourquoi, deux scientifiques du département de Biologie de l’Institut Technique de Californie (ITC), Floris van Breugel et Michael Dickinson ont mené des études les propriétés physico-chimiques uniques de la cuticule de ces mouches à l’origine de la formation de la bulle d’air (en partie financées par le National Geographic Society).

Adaptation à la plongée 

La cuticule des mouches de la famille des Ephydridae est recouverte par de nombreux poils minuscules (setae) et par des cires (hydrocarbures).

Ephydra hians dans sa bulle d’air (Source : F. van Breugel)

Pour mieux comprendre les phénomènes physico-chimiques à l’origine du pouvoir hydrophobique des poils, les scientifiques ont d’abord observé au microscope l’aspect et la répartition des poils à la surface de la cuticule. Ils ont constaté que ces mouches possédaient un tapis de poils plus denses de 36% sur leur corps et leurs pattes que d’autres espèces de mouches apparentés (34% sur les ailes, 44% sur le thorax, 47% sur l’abdomen) (voir photo ci-contre).

Puis, pour mesurer les forces de tension à la surface de l’eau et de la cuticule de ces insectes, ils ont construit un capteur minuscule et plongé des centaines d’individus de E. hians, et de 6 autres espèces apparentées, dans une série de solution salines différentes en en faisant varier la salinité, le pH et la densité. La formation de la bulle d’air à la surface de la cuticule a pu être observée à l’aide de caméras à (suite…)

Introduction du frelon asiatique en France

Vespa velutina, un frelon invasif provenant du sud-est de l’Asie, est répandu du Népal et du nord de l’Inde jusqu’à l’est de la Chine, dans la péninsule indochinoise et l’Indonésie. Dans les années 2000, il a été signalé en Corée où son expansion est probablement limitée par la compétition exercée par les six autres espèces de frelons présentes localement.

Il est arrivé en France avant 2005, année de la découverte des premiers individus dans le Lot-et-Garonne. L’hypothèse actuelle de cette arrivée impliquerait l’importation de poteries chinoises en provenance de Yixing, ville de la province du Jiangsu. Il est vraisemblable que ce frelon ait été introduit accidentellement dans les cartons de poteries chinoises qu’un producteur importait régulièrement. En effet, puisque le transport de marchandise par bateau ne dure qu’un mois, le transport de fondatrices à l’intérieur des cartons aurait pu se faire sans compromettre leur survie, dans le cas où elles auraient été expédiées au cours de l’hiver.

Carte de répartition du frelon asiatique en France et en Europe – octobre 2016 (Source : Daniela Laurino, 2016 – Coloss)

Depuis sa découverte en France, l’expansion du frelon asiatique a été cartographiée grâce aux signalements enregistrés dans la base de données de l’Inventaire National du Patrimoine Naturel (INPN). Moins de deux ans après sa découverte, en 2006, il était déjà présent dans 13 départements du sud-ouest de la France. Actuellement, la zone envahie couvre environ 70% du territoire français et la progression du front invasif est de quelque 100km par an.

Biologie

Face de Vespa velutina (Source : Danel Solabarrieta – FlickrWikipedia)

Le frelon à pattes jaunes (Vespa velutina nigrithorax) est un insecte social originaire de la région de Shangaï en Asie. Sa « face » est orange et ses pattes sont jaunes aux extrémités. Son thorax est entièrement brun)-noir ; les segments abdominaux sont brunes et sont bordés d’une fine bande jaune. Le quatrième segment de l’abdomen est entièrement jaune orangé. Il mesure entre 17 et 30 mm (toutes castes confondues). Il est plus petit que le frelon européen Vespa crabro, qui, lui, possède une « face », un corps fauve, jaune et noir et un abdomen rayé jaune et noir et mesure jusqu’à 40 mm (voir photo ci-contre et illustration ci-dessous).

Principales caractéristiques morphologiques des espèces Vespa crabro et V. velutina (Source : d’après Q. Rome – modifié par Wycke, 2016)

Le frelon asiatique vit en colonie dans des nids de « papier mâché » dont la construction débute au printemps. Tout au long de la saison, d’avril à décembre, les ouvrières prélèvent des fragments de bois qu’elles malaxent en y ajoutant de la salive. Elles déposent ensuite ce mélange sous la forme de languettes sur le nid en construction. Chaque nid est constitué d’une enveloppe externe et de galettes horizontales parallèles, reliées entre elles par des piliers. Chaque galette porte sur sa face inférieure les alvéoles, où les larves sont en développement, ouvertes vers le bas.

Les sites de nidification se retrouvent dans divers endroits, comme des buissons, des cabanes ou des bâtiments ouverts, des creux de façades, mais également dans des arbres à toutes les hauteurs, et même jusqu’à plus de 20 m de hauteur.

Cycle biologique de Vespa velutina en France (Source : Wycke, 2016 – Photos : E. Darrouzet & M.A. Wycke)

En France, la durée de vie d’une colonie est en général comprise entre 6 et 8 mois. Une colonie est fondée par une seule reine. Celle-ci a été fécondée à l’automne précédent et a passé l’hiver en phase diapause protégée du froid par exemple sous un toit ou dans des souches de bois morts. Au printemps, cette femelle, future reine de la colonie (on parle de « fondatrice ») ébauche un début de nid, pond quelques oeufs et nourrit les premières larves qui deviendront les premières ouvrières de la colonie. Celle-ci se développe rapidement avec l’établissement d’une division des tâches entre la reine, qui s’occupe exclusivement de la ponte, et les ouvrières, qui s’occupent de toutes les autres tâches (prédation, construction du nid, défense du nid et entretien des larves).

La colonie est principalement constituée de femelles à cette période. En été, avec l’augmentation des températures et l’enrichissement des ressources à disposition, son activité s’accroit et la taille du nid augmente. Vers la fin de la saison, au début de l’automne, la reine pond des oeufs destinés à devenir des (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…)

Les espèces de fourmis dites « champignonnistes » ou « coupe-feuilles » appartiennent principalement aux genres Atta et Acromyrmex (famille des Formicidae et sous-famille des Myrmicinae).

Les espèces de ceux deux genres ont pour particularité de s’alimenter d’un champignon (Basidiomycète de la famille des Lepiotaceae) qu’elles cultivent sur un substrat de matière végétale. Pour entretenir ce substrat, les fourmis collectent des morceaux de feuilles ou de fleurs, dans la forêt, puis les transportent ensuite jusqu’à la fourmilière.

I) Biogéographie des fourmis du genre Atta

Le genre Atta, constitué de 15 espèces, se rencontre essentiellement dans les habitats humides néotropicaux (forêts savanes) du Nouveau-Monde (Amérique centrale et du sud). Certaines espèces se sont toutefois adaptées à des climats et des environnements moins favorables, comme A. mexicana rencontrée dans les déserts du Mexique et du sud de l’Arizona et A. texana qui s’observe uniquement dans les régions semi-tempérées du Texas et de la Louisiane.

Les espèces A. cephalotes et A. sexdens sont à la fois les plus connues et celles ayant la plus vaste aire de répartition. Elles se développent dans une grande diversité d’habitats, des forêts tropicales aux régions dégradées par les activités anthropiques de l’Amérique centrale jusqu’au sud du continent.

Deux espèces que j’ai eu la chance d’observer durant mes missions de recherche au Panama et en Guyane française. Pour en savoir plus, lire ces articles : Smithsonian Tropical Research Institute et Station des Nouragues.

II) Organisation sociale

Les fourmis Atta présentent l’un des plus haut degré de complexité d’organisation sociale observé chez les insectes.

L’organisation de la colonie est basée, comme chez la plupart des fourmis, sur le modèle d’une reine (seul individu ayant la capacité de pondre) et de (suite…)

Les insectes et les végétaux entretiennent des relations d’interdépendance depuis l’apparition des plantes à fleurs au Crétacé (145-65 millions d’années) (lire cet article). Cette co-évolution entre plantes à fleurs et les insectes est à l’origine de la diversité des interactions inter-spécifiques, des espèces et des cycles biologiques.

Parmi ces relations, certaines sont favorables aux deux protagonistes (la plante et l’insecte) : ce type d’interactions à bénéfices réciproques constitue  mutualisme. L’insecte se développe, s’alimente, effectue son cycle reproductif en totalité ou en partie via l’organisme végétal, et en contrepartie, la plante est pollinisée et fécondée. L’insecte joue alors le rôle de transporteur des grains de pollen d’une fleurs à l’autre, contribuant ainsi au maintien de la diversité génétique de l’espèce végétale.

Parfois, deux espèces peuvent avoir évolué de manière à ne pouvoir vivre l’une sans l’autre: elles deviennent totalement dépendante. Un exemple de mutualisme parmi les plus remarquables est probablement celui des guêpes de la famille des Agaonidae (Chalcidiens-Hyménoptères) et des figuiers. C’est cette association étonnante que vous découvrirez dans ces lignes.

 La figue :
Coupe transversale d'une figue (Source : Wikipedia)

Coupe transversale d’une figue (Source : Wikipedia)

Contrairement à ce que l’on peut croire, la figue n’est pas un fruit!! Il s’agit en fait d’un réceptacle floral refermé sur lui-même, enfermant les fleurs femelles et les fleurs mâles. La figue forme ainsi une urne (Syconium), dont l’ouverture située au sommet (ostiole) est fermée par des bractées (des sortes de feuilles à la base du pédoncule florale). La moitié environ des espèces sont dites monoïques (une figue porte des fleurs mâles et femelles), les autres étant dioïques (les fleurs mâles et femelles sont portées par des arbres différents).

Dans le monde, plus de 800 espèces de figuiers, regroupées en 20 genres, sont recensées, dont la grande majorité se rencontre dans les forêts tropicales : le genre Ficus regroupe le plus grand nombre d’espèce.

La figue, impropre chimiquement à un grand nombre de phytophages (animaux se nourrissent de matière végétale) jusqu’à sa maturation, offre également un environnement intérieur protecteur pour tout insecte ayant la possibilité de s’y installer. C’est ainsi, qu’au cours de l’évolution, de nombreuses espèces d’insectes (Diptères, Coléoptères, Hyménoptères) ont réussi à en tirer avantage à l’aide d’innovations et d’adaptations morphologiques. Mais les guêpes Agaonides vont plus loin : (suite…)

La question qui vient lorsque l’on parle d’Entomologie et d’insectes, est « Qu’est qu’un insecte?« .

Toutes les petites bêtes qui vivent autour de nous ne sont pas des insectes! Beaucoup de gens, avec qui je parle de ma passion, intègrent les araignées et les scorpions dans les insectes. C’est pourquoi, j’ai souhaité débuter ce blog en donnant une définition d’un insecte et une description qui permettra de les identifier.

Classification & Morphologie

Le mot insecte vient du latin « Insectum » qui veut dire « coupé en sections« . Les insectes font partis des Invertébrés et des Arthropodes. Les Arthropodes sont des animaux constitués :

  1. d’un squelette externe (exosquelette), segmenté et articulé, en chitine (formés de plaques appelées sclérites), c’est pour cette raison qu’ils sont nommés Invertébrés, à l’opposé des vertébrés qui possèdent un squelette interne comme les poissons, les oiseaux ou encore les mammifères. Chez les insectes, cette exosquelette est appelé Cuticule.
  2. d’une symétrie bilatérale (symétrie droite/gauche),
  3. d’un système nerveux central ventral, contrairement aux vertébrés qui possèdent un système nerveux central dorsal (colonne vertébrale),
  4. d’un système « cardiaque » en position dorsal,
Arbre phylogénétique des Arthropodes (Source : Giribet & Edgecombe, 2012)

Arbre phylogénétique des Arthropodes (Source : Giribet & Edgecombe, 2012)

Le groupe des Invertébrés, en plus des Arthropodes, est composé de l’Ordre des Mollusques (moules, poulpe…), des Crustacés (crabes, crevettes…), des Arachnides (araignées, scorpions, mille-pattes…), des Echinodermes (oursins, étoiles de mer…), entre autre (voir illustration).

Un insecte est défini et caractérisé morphologiquement par un corps constitué de (voir illustration) :

  1. 3 parties principales : têtethoraxabdomen
  2. 3 paires de pattes (antérieures, médianes et postérieures)
  3. d’yeux composés (ou ommatidies)
  4. d’une paire d’antennes sur la tête
Schéma de la morphologie type d'un insecte (Source : University of Missouri)

Schéma de la morphologie type d’un insecte (Source : University of Missouri)

Description rapide

Apparu sur Terre il y a environ 420 millions d’années, les insectes ont évolué dans une infinie diversité de (suite…)

L’observation et le suivi du développement des insectes font également partis de ma passion. C’est ainsi que, depuis tout jeune, j’ai mis en élevage toutes sortes d’animaux comme des crapauds, grenouilles et salamandres et d’insectes comme des papillons, des mantes-religieuses,  des Orthoptères (criquets, sauterelles et grillons), des papillons, des Odonates (libellules), des phasmes et des fourmis.

Je vais vous présenter quelques des espèces d’insectes que j’élève et que j’ai pu élever.

Je suis à votre disposition pour tout conseil, renseignement et expertise. Ce sera avec plaisir de vous aider.

Les phasmes

Biologie : Les phasmes sont des insectes dits Hétérométaboles, c’est à dire que les jeunes ressemblent aux imagos (il n’y a pas de métamorphose complète comme chez les papillons par exemple, qui sont eux Holométaboles). Ils sont, pour la plus grande majorité, nocturnes. En journée, ils restent postés immobiles dans le feuillage ou sur le sol. Ils sont tous phytophages (s’alimentant de végétaux). Les phasmes ont surtout la particularité de se camoufler dans leur environnement en mimant la végétation (brindilles, feuilles, lichens…) et pour certains en imitant les mouvements d’une feuille bercée par le vent. Certaines espèces, en plus de ce mode de défense, possèdent des glandes sécrétrices de substances toxiques et/ou nauséabondes.

Une très grande diversité d’espèces, de formes, de mode de vie existent sur la planète. Ce sont plus de 6000 espèces décrites, dont la plupart dans les régions tropicales et équatoriales. Seules 3 espèces sont présentes en France, essentiellement dans le sud :

Clonopsis gallica : Phasme gaulois (jusqu’en Bretagne)

Leptynia hispanica : Phasme espagnol

Bacillus rossius : Phasme de Rossi

  • Carausius morosus, aussi appelé Bâton du diable ou Dixippe morose

Pour l’anecdote, je possède cette espèce depuis mes 11 ans lorsqu’un professeur de 6ème m’a offert un individu. Cela fait donc près de 20 ans que j’entretiens ces descendants, ce qui doit faire près de 17 générations… j’aurai du compter!!

Cette espèce est originaire de l’Inde, elle fait partie de l’Ordre des Phasmatodea et de la Famille des Diapheromeridae. Ce phasme se rencontre actuellement dans de nombreux pays comme l’Afrique du sud, les Etats-unis ou encore l’Angleterre en raison de son introduction en 1897 par R.P. PANTEL, un scientifique qui étudiait un aspect particulier de sa biologie : la parthénogenèse thélytoque (reproduction non sexuée, des descendants sont générés à partir d’une gamète femelle non fécondée, les mâles n’existant pas ou rarissime) (voir cet article).

Ces insectes mesures environ 9 cm à l’état adulte (imago) et vivent environ 12-14 mois. Chaque individu peut pondre plusieurs centaines d’oeufs au cours de sa vie.

(suite…)

Présentation des mouches Tephritidae :

La famille des Tephritidae, ou « mouches des fruits », comprend plus de 4000 espèces réparties en 500 genres. 

C’est l’une des familles de diptères les plus importantes économiquement en raison des dégâts qu’elles provoquent dans les cultures (fruits et légumes) et de leur présence dans de très nombreux pays. Depuis un siècle, les Tephritidae sont l’un des ravageurs les plus étudiés (voir mission de recherche au CIRAD de La Réunion)

Position systématique des Tephritidae :

Ordre : Diptera

Sous-ordre : Brachycera

Division : Cyclorrapha

Super-famille : Tephritoidea

Famille : Tephritidae

Morphologie d’une mouche Tephritidae :

Morphologie d'une mouche Tephritidae

Les champs d’investigation concernent aussi bien la biologie, tel le comportement, la sélection sexuelle, la spéciation ou les méthodes de protection. (suite…)

Les papillons du genre Heliconius

Les Heliconius sont des papillons que l’on rencontre dans les forêts tropicales d’Amérique centrale et sud. Ils sont notamment connus et étudiés par la science pour leur capacité à se mimer entre eux et à s’adapter rapidement aux changements de couleur et de comportement. Au sein de chaque espèce existe des populations qui présentent des pattern de coloration différents, semblables à d’autres populations d’espèces différentes situées dans la même localité géographique.

Ce processus de mimétisme prend origine dans une structure particulière de leur génome et sur le principe Müllérien qui consiste à ressembler à des espèces toxiques pour échapper aux prédateurs qui apprennent à ne pas consommer une certaine coloration.

Une thématique sur laquelle j’ai eu la chance de travailler au Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris : ici. Pour en savoir davantage sur les mécanismes génétique, je vous invite à lire cet article sur l’histoire évolutive de l’origine de la coloration de ces papillons.

En plus de ces particularités, les papillons Heliconius sont intéressants à d’autres points de vue.

Dans leur comportement alimentaire :

Contrairement aux autres papillons qui se nourrissent de nectar floraux, les Heliconius ont la particularité de s’alimenter de pollen. Grâce à leur proboscis (= la trompe), les

H. hecale melicerta se nourrissant de pollen récoltés sur son proboscis (trompe) - Photo de B. GILLES

H. hecale melicerta se nourrissant de pollen récoltés sur son proboscis (trompe) – Photo de B. GILLES

papillons collectent les grains de pollen qui s’y agrègent pour former une pelote (voir photo et vidéo ci-contre). Ensuite, par des actions mécaniques des mandibules et de sécrétions digestives (salive), le pollen est dégradé, absorbé et digéré.

Ce mode alimentaire est unique chez les papillons.

(suite…)