Comme il est rappelé ici, les insectes, faisant partis de du groupe des Arthropodes, sont constitués d’un squelette externe (exosquelette ou cuticule) rigide et inextensible, ce qui les obligent à grandir par étapes successives par la perte de l’ancien devenu trop petit.

La Mue est donc le processus de production d’une nouvelle cuticule et de la perte de l’ancienne qui va permettre à l’insecte de grandir en taille, d’acquérir de nouveau organe ou de changer de morphologie (la métamorphose). Chez les insectes réalisant une métamorphose, celle-ci intervient lors de la dernière mue, ce qui correspond au passage du dernier stade larvaire à l’état adulte.

Déroulement de la mue

La cuticule, d’une épaisseur de 0,06mm chez les insectes, est composée de 3 couches de chitine, l’épicuticule, l’exocuticule et l’endocuticule, qui reposent sur les cellules de l’épiderme. L’épiderme et la cuticule forment le tégument. La chitine est sécrétée par des cellules épidermiques (voir illustration à droite).

Le processus de la mue (ou ecdysie) se décompose en plusieurs étapes (voir illustration suivante) :

1. Activation, division et multiplication des cellules de l’épiderme par mitose
2. séparation des cellules de l’épiderme de l’endocuticule, formation d’un espace sous-cuticulaire (apolyse)
3. sécrétion d’un fluide (gel) dans l’espace sous-cuticulaire, constitué d’enzymes digestives, qui favorise la sécrétion de la nouvelle cuticule par les cellules épidermiques et qui digère l’ancienne endocuticule, libérant ainsi la place pour la nouvelle cuticule
4. absorption des produits de la digestion par les cellules épidermiques (recyclage des composants de la cuticule), la nouvelle cuticule n’est pas encore différenciée, elle est appelée procuticule (exo- et endocuticule)
5. formation de lignes en forme de Y sur l’ancienne cuticule au niveau de la tête et du thorax correspondant à la zone de sortie de l’insecte, zones de moindre résistance et de rupture (lignes ecdyiales)
6. augmentation de la pression interne du corps de l’insecte par l’absorption d’air ou/et d’eau et par le pompage de l’hémolymphe (liquide circulatoire chez les invertébrés dont le rôle est similaire à celui du sang chez les vertébrés), ce qui permet l’ouverture de la cuticule
7. libération de l’insecte de son ancienne cuticule par des mouvements musculaires spécifiques et stéréotypés, l’ancienne cuticule est appelée exuvie
8. sclérotisation de la nouvelle cuticule : l’insecte maintient sa pression interne élevée pour permettre à la nouvelle épicuticule de prendre sa nouvelle taille, sécrétion de l’exo et de l’endocuticule et durcissement de l’ensemble de la nouvelle cuticule (mise en place de liaisons chitine/protéines qui aboutie au tannage des protéines), puis mise en place de l’endocuticule

Entre chaque mue, l’accroissement de taille est d’un facteur 1,25 et et la masse double. L’espace temporel entre chaque mue, la durée d’accomplissement de la mue et le nombre de mues sont fortement variables entre les espèces et dépendent également des conditions alimentaires et climatiques. Une abondance de nourriture et des conditions environnementales favorables (température par exemple) peuvent accélérer le développement de l’insecte.

La période de mue (exuviation) est critique pour les insectes, immobilisé et avec un tégument mou, il ne peut faire face à la prédation. Durant cette période, de plusieurs minutes à plusieurs heures, les insectes adoptent un comportement craintif et recherchent un lieu sûr pour se cacher.

Vidéo d’une chenille de papillon d’Heliconius en train de muer, vidéo prise lors de mon séjour au Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) au Panama.

Sur cette vidéo, on peut voir l’ancienne cuticule de la tête (avec ces 2 excroissances noires) et les mouvements saccadés de la chenille qui lui permettent de sortir de l’ancienne cuticule. On remarque également le gain de taille acquis par le changement d’exosquelette.

Contrôle et régulation de la mue

La mue est un processus physiologique contrôlé et régulé par des hormones (Ecdystéroïdes) telle que la Prothoracicotropique Hormone (PTTH), l’Ecdysone et l’Hormone Juvénile (HJ) (voir illustration).

Le déclenchement de la mue est provoqué par la synthèse de la PTTH par le cerveau. Cette hormone est transférée par voie nerveuse à une zone spécifique du système nerveux appelée Corpora cardaita où elle sera stockée. Suite à des stimulations internes et externes comme la température, la quantité de réserves en lipides, ou lorsque la larve atteint une taille critique ou encore lorsque la pression à l’intérieur de l’exosquelette atteint un seuil, la PTTH agit sur les glandes prothoraciques (d’où son nom) qui synthétisent à leur tour une seconde hormone : l’Ecdysone. Le rôle de l’Ecdysone est de favoriser la prolifération et la différentiation des cellules à l’origine des futures modifications du prochain stade larvaire. L’ecdysone est à l’origine d’une autre hormone nommée Hormone de mue (HM).

L’Hormone Juvénile est synthétisée dans la Corpora allata (zone spécifique du cerveau) et se diffuse dans l’organisme tout au long du développement de la larve. A l’approche du dernier stade larvaire, et de la métamorphose, la sécrétion de cette hormone diminue, tandis que la concentration en Ecdysone augmente. Ce qui détermine la mise en place d’une mue ou de la métamorphose est la concentration plus ou moins élevée en Hormone Juvénile dans l’organisme. Lors de la phase de métamorphose, les concentrations en HJ et HM sont quasiment nulles.

Une fois la mue réalisée, le processus s’inverse, les concentrations de PTTH et de l’Ecdysone diminuent et celles de HJ et HM augmentent.