Insecte

Les insectes (du latin insectum ) sont des invertébrés hexapodes pancrustacés de la classe Insecta . Ils constituent le plus grand groupe du phylum des arthropodes . Les insectes ont un exosquelette chitineux , un corps en trois parties ( tête , thorax et abdomen ), trois paires de pattes articulées , des yeux composés et une paire d’ antennes . Leur sang n’est pas totalement contenu dans des vaisseaux ; certains circulent dans une cavité ouverte appelée Hémocèle . Les insectes sont le groupe d’animaux le plus diversifié; ils comprennent plus d’un million d’ espèces décrites et représentent plus de la moitié de tous les organismes vivants connus . ^{[1] [2]} Le nombre total d’ espèces existantes est estimé entre six et dix millions; ^{[1] [3] [4]} potentiellement plus de 90% des formes de vie animale sur Terre sont des insectes. ^{[4] [5]} Les insectes peuvent être trouvés dans presque tous les environnements , bien que seul un petit nombre d’espèces résident dans les océans, qui sont dominés par un autre groupe d’arthropodes, les crustacés , dans lesquels des recherches récentes ont indiqué que les insectes sont nichés.

Insecte Plage temporelle : Carbonifère–Présent PréꞒ Ꞓ O S ré C P J J K Pg N
Diversité d’insectes de différents ordres.
Classement scientifique
Royaume:	Animalier
Phylum:	Arthropodes
Clade :	Pancrustacés
Subphylum:	Hexapodes
Classe:	Insecte Linné , 1758
Sous-groupes
Voir texte .
Synonymes
Ectognathe Entomide

Presque tous les insectes éclosent des œufs . La croissance des insectes est limitée par l’ exosquelette inélastique et le développement implique une série de mues . Les stades immatures diffèrent souvent des adultes par leur structure, leurs habitudes et leur habitat, et peuvent inclure un stade nymphal généralement immobile dans les groupes qui subissent une métamorphose en quatre étapes . Les insectes qui subissent une métamorphose en trois étapes n’ont pas de stade nymphal et les adultes se développent à travers une série de stades nymphaux . ^[6] La relation de niveau supérieur entre les insectes n’est pas claire. Des insectes fossilisés de taille énorme ont été trouvés du PaléozoïqueEra, comprenant des libellules géantes d’une envergure de 55 à 70 cm (22 à 28 po). Les groupes d’insectes les plus divers semblent avoir coévolué avec les plantes à fleurs .

Les insectes adultes se déplacent généralement en marchant, en volant ou parfois en nageant. Comme il permet un mouvement rapide mais stable, de nombreux insectes adoptent une démarche tripède dans laquelle ils marchent avec leurs pattes touchant le sol en triangles alternés, composés de l’avant et de l’arrière d’un côté avec le milieu de l’autre côté. Les insectes sont les seuls invertébrés à avoir évolué en vol, et tous les insectes volants dérivent d’un ancêtre commun. De nombreux insectes passent au moins une partie de leur vie sous l’eau, avec des adaptations larvaires qui incluent des branchies , et certains insectes adultes sont aquatiques et ont des adaptations pour nager. Certaines espèces, comme les marcheurs d’eau , sont capables de marcher à la surface de l’eau. Les insectes sont pour la plupart solitaires, mais certains, comme certaines abeilles, fourmis et termites , sont sociables et vivent en grandes colonies bien organisées. Certains insectes, comme les perce- oreilles , font preuve de soins maternels, gardant leurs œufs et leurs petits. Les insectes peuvent communiquer entre eux de différentes manières. Les papillons mâles peuvent détecter les phéromones des papillons femelles sur de grandes distances. D’autres espèces communiquent par des sons : les grillons stridulent , ou frottent leurs ailes l’une contre l’autre, pour attirer une compagne et repousser les autres mâles. Les lampyrides communiquent avec la lumière.

Les humains considèrent certains insectes comme des nuisibles et tentent de les contrôler à l’aide d’ insecticides et d’une foule d’autres techniques. Certains insectes endommagent les cultures en se nourrissant de sève, de feuilles, de fruits ou de bois. Certaines espèces sont parasites et peuvent être vecteurs de maladies. Certains insectes remplissent des rôles écologiques complexes; les Mouches à viande , par exemple, contribuent à consommer des charognes mais aussi à propager des maladies. Les insectes pollinisateurs sont essentiels au cycle de vie de nombreuses espèces de plantes à fleurs dont la plupart des organismes, y compris les humains, dépendent au moins en partie ; sans eux, la partie terrestre de la biosphère serait dévastée. ^[7]De nombreux insectes sont considérés comme étant écologiquement bénéfiques en tant que prédateurs et quelques-uns procurent un avantage économique direct. Les vers à soie produisent de la soie et les abeilles produisent du miel et les deux ont été domestiqués par les humains. Les insectes sont consommés comme nourriture dans 80% des nations du monde, par des personnes appartenant à environ 3000 groupes ethniques. ^{[8] [9]} Les activités humaines ont aussi des effets sur la biodiversité des insectes .

Étymologie

Le mot insecte vient du mot latin insectum , signifiant “avec un corps encoché ou divisé”, ou littéralement “couper en”, du participe passif parfait neutre singulier de insectare , “couper en, découper”, de in- “dans” et secare “couper” ; ^[10] parce que les insectes apparaissent “coupés en” trois sections. Un calque du grec ancien : ἔντομον ( éntomon ), “coupé en tronçons”,éntomos ) ou “insecte” (comme en entomologie ), qui était le terme d’ Aristote pour cette classe de vie, également en référence à leurs corps “encochés”. Le mot insecte apparaît documenté pour la première fois en anglais en 1601 dans la traduction hollandaise de Pline. Les traductions du terme d’Aristote forment également le mot habituel pour insecte en gallois ( trychfil , de trychu “couper” et mil , “animal”), serbo-croate ( zareznik , de rezati , “couper”),], de seč’/-sekat , “couper”), etc. ^{[10] [11]}

Dans le langage courant, les insectes sont également appelés punaises , bien que ce terme englobe généralement tous les arthropodes terrestres. ^[a] Le terme est également parfois étendu à des noms familiers pour les crustacés d’eau douce ou marins (par exemple Balmain bug , Moreton Bay bug , mudbug ) et utilisé par les médecins et les bactériologistes pour les germes pathogènes (par exemple superbactéries ), ^[14] mais les entomologistes réservent ce terme désignant une catégorie étroite de « vraies punaises », insectes de l’ordre des hémiptères ^[14] (qui ne comprend pas les fourmis, les abeilles, les coléoptères, les papillons ou les mites).

Définitions

La définition précise du taxon Insecta et du nom anglais équivalent “insecte” varie; trois définitions alternatives sont présentées dans le tableau.

Définition d’Insecta

Grouper	Définitions alternatives
Collemboles ( Collemboles )	Insecta sensu lato = Hexapode	Entognatha (paraphylétique)	Apterygota (hexapodes sans ailes) (paraphylétique)
Protura (têtes coniques)
Diplura (queues de soie à deux dents)
Archaeognatha (queues sauteuses)	Insecta sensu stricto = Ectognatha
Zygentome (poisson d’argent)
Ptérygotes (insectes ailés)	Insecta sensu strictissimo

Dans la circonscription la plus large , Insecta sensu lato comprend tous les hexapodes . ^{[15] [16]} Traditionnellement, les insectes définis de cette manière étaient divisés en “Apterygota” (les cinq premiers groupes du tableau) – les insectes sans ailes – et Pterygota – les insectes ailés et secondairement sans ailes. ^[17] Cependant, les études phylogénétiques modernes ont montré que “Apterygota” n’est pas monophylétique, ^[18] et ainsi ne forme pas un bon taxon. Une circonscription plus étroite limite les insectes aux hexapodes à pièces buccales externes et ne comprend que les trois derniers groupes du tableau. En ce sens, Insecta sensu stricto équivaut à Ectognatha.^{[15] [18]} Dans la circonscription la plus étroite, les insectes sont limités aux hexapodes qui sont soit ailés, soit descendants d’ancêtres ailés. Insecta sensu strictissimo équivaut alors à Pterygota. ^[19] Aux fins du présent article, la définition médiane est utilisée ; les insectes se composent de deux taxons sans ailes, Archaeognatha (queues sauteuses) et Zygentoma (poisson d’argent), plus les Pterygota ailés ou secondairement sans ailes.

Phylogénie et évolution

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Hexapodes (Insecta, Collembola , Diplura , Protura ) Crustacés ( crabes , crevettes , isopodes , etc.) Myriapodes Pauropodes Diplopodes (mille-pattes) Chilopodes (mille-pattes) Symphyla Chélicerata Arachnides ( araignées , scorpions , acariens , tiques , etc.) † Eurypterida (scorpions de mer : éteint) Xiphosura (crabes fer à cheval) Pycnogonida (araignées de mer) † Trilobites (éteints)

Un arbre Phylogénétique des arthropodes et des groupes apparentés [20]

L’évolution a produit une énorme variété d’insectes. Sur la photo, quelques formes possibles d’ antennes .

Bien que traditionnellement regroupés avec les mille- pattes et les mille- pattes – peut-être sur la base d’adaptations convergentes à la terreur ^{[21] –} des preuves ont émergé en faveur de liens évolutifs plus étroits avec les crustacés . Dans la théorie de Pancrustacea , les insectes, avec Entognatha , Remipedia et Cephalocarida , constituent un clade naturel appelé Miracrustacea au sein des Crustacés, maintenant appelé Pancrustacea. ^[22]

Les insectes forment un seul clade, étroitement apparenté aux crustacés et aux myriapodes . ^[23]

D’autres arthropodes terrestres, tels que les mille- pattes , les mille- pattes , les scorpions , les araignées , les cloportes , les acariens et les tiques sont parfois confondus avec des insectes car leurs plans corporels peuvent sembler similaires, partageant (comme tous les arthropodes) un exosquelette articulé. Cependant, après un examen plus approfondi, leurs caractéristiques diffèrent considérablement; plus particulièrement, ils n’ont pas la caractéristique à six pattes des insectes adultes. ^[24]

La Phylogénie de niveau supérieur des arthropodes continue d’être un sujet de débat et de recherche. En 2008, des chercheurs de l’Université Tufts ont découvert ce qu’ils croient être la plus ancienne impression corporelle connue au monde d’un insecte volant primitif, un spécimen vieux de 300 millions d’années de la période carbonifère . ^[25] Le fossile d’insecte le plus ancien était considéré comme le Rhyniognatha hirsti dévonien , du chert Rhynie vieux de 396 millions d’ années . ^[26] Cependant, d’autres analyses ont contesté ce placement, trouvant qu’il s’agissait plus probablement d’un myriapode. ^[27]

Quatre super radiations d’insectes se sont produites : coléoptères (d’il y a environ 300 millions d’années), Mouches (d’il y a environ 250 millions d’années), papillons de nuit et guêpes (tous deux d’il y a environ 150 millions d’années). ^[28] Ces quatre groupes représentent la majorité des espèces décrites. Les Mouches et les papillons de nuit ainsi que les puces ont évolué à partir des Mecoptera .

Les origines du vol des insectes restent obscures, puisque les premiers insectes ailés actuellement connus semblent avoir été capables de voler. Certains insectes éteints avaient une paire supplémentaire d’ailettes attachées au premier segment du thorax, pour un total de trois paires. En 2009, aucune preuve ne suggère que les insectes étaient un groupe d’animaux particulièrement prospères avant qu’ils n’évoluent pour avoir des ailes. ^[29]

Les ordres d’insectes du Carbonifère tardif et du Permien précoce comprennent les deux groupes existants , leurs groupes souches ^[30] et un certain nombre de groupes paléozoïques , aujourd’hui éteints. À cette époque, certaines formes géantes ressemblant à des libellules atteignaient une envergure de 55 à 70 cm (22 à 28 po), ce qui les rend beaucoup plus grandes que tout insecte vivant. Ce gigantisme peut être dû à des niveaux d’oxygène atmosphérique plus élevés qui ont permis une efficacité respiratoire accrue par rapport à aujourd’hui. Le manque de vertébrés volants aurait pu être un autre facteur. La plupart des ordres d’insectes disparus se sont développés au cours de la période permienne qui a commencé il y a environ 270 millions d’années. Bon nombre des premiers groupes se sont éteints lors de l’ événement d’extinction du Permien-Trias, la plus grande extinction de masse de l’histoire de la Terre, il y a environ 252 millions d’années. ^[31]

Les hyménoptères remarquablement réussis sont apparus il y a 200 millions d’années dans la période triasique , mais ont atteint leur grande diversité plus récemment dans l’ ère cénozoïque , qui a commencé il y a 66 millions d’années. Un certain nombre de groupes d’insectes très réussis ont évolué en conjonction avec des plantes à fleurs , une illustration puissante de la coévolution. ^[32]

De nombreux genres d’insectes modernes se sont développés au cours du Cénozoïque. Les insectes de cette époque se retrouvent souvent conservés dans l’ ambre , souvent en parfait état. Le plan corporel, ou la morphologie , de tels spécimens est donc facilement comparable aux espèces modernes. L’étude des insectes fossilisés s’appelle la paléoentomologie .

Phylogénie

Classement des insectes

Insectes Monocondylie Archaeognatha (bristletails à dos bossu / sautant) Dicondylie Zygentoma (poissons d’argent, thermobies, fishmoths) Paranotalia † Carbotripluride ptérygote Hydropaléoptères † Bojophlébiidés Odonatoptera (libellules) Panéphéméroptères (éphémères) Néoptères Polynéoptères Haplocercata Zoraptera (insectes anges) Dermaptères (perce-oreilles) Plecoptères (Mouches) Orthoptères (sauterelles, grillons, katydids) Dictyoptères Mantodea (mantes) Blattodea (cafards et termites) Notoptera Grylloblattodea (rampants des glaces) Mantophasmatodea (gladiateurs) (“Xénonomie”) Eukinolabie Phasmatodes (phasmes) Embioptères (fileurs de toile) Eumétabole Acercaire Psocodea (poux de livre, poux d’écorce et poux suceurs) Hémiptères (vrais insectes) Thysanoptères (thrips) Holométabole Hyménoptères Hyménoptères (Mouches à scie, guêpes, abeilles, fourmis) Aparaglosse Neuroptériformes Coléoptères Strepsiptères Coléoptères (coléoptères) Neuroptérides Rhaphidioptères Neuroptères (chrysopes) Mégaloptères Panorpide Amphiesménoptères Lépidoptères (papillons et mites) Trichoptères (trichoptères) Antliophore Diptères (vraies Mouches) Nannomecoptères Mecoptera (scorpionflies) Néomecoptères (Mouches scorpions d’hiver) Siphonaptères (puces) Un cladogramme basé sur les travaux de Sroka, Staniczek & Bechly 2014, [33] Prokop et al. 2017 [34] & Wipfler et al. 2019. [35]

Taxonomie

Classification Insectes Monocondylie – Archéognathe – 470 Dicondylie Aptérygote – Zygentome <200 -Monura _ ptérygote Paléoptères – Éphéméroptères – 2 500–<3 000 – Odonates – 6 500 Néoptères – Blattodea – 3 684–4 000 – Coléoptères – 360 000 à 400 000 – Dermaptères – 1 816 – Diptères – 152 956 – Embioptères – 200–300 – Hémiptères – 50 000 à 80 000 – Hyménoptères – 115 000 – Lépidoptères – 174 250 – Mantodea – 2 200 – Mécoptères – 481 – Mégaloptères – 250–300 – Neuroptères – 5 000 – Notoptères – 30 – Orthoptères – 24 380 – Phasmatodea – 2 500–3 300 – Phthiraptères – 3 000–3 200 – Plécoptères – 2 274 – Psocoptères – 5 500 – Raphidioptères – 210 – Siphonaptères – 2 525 – Strepsiptères – 596 – Thysanoptères – 5 000 – Trichoptères – 12 627 – Zoraptères – 28

Cladogramme des groupes d’insectes vivants, [36] avec le nombre d’espèces dans chaque groupe. [4] Les Apterygota , Palaeoptera et Exopterygota sont peut-être des groupes paraphylétiques .

La systématique traditionnelle basée sur la morphologie ou l’apparence a généralement donné aux Hexapodes le rang de superclasse , ^{[37] : 180} et identifié quatre groupes en son sein : les insectes (Ectognatha), les Collemboles ( Collembola ), les Protura et les Diplura , les trois derniers étant regroupés sous le nom d’ Entognatha sur la base de pièces buccales intériorisées. Les relations supraordinales ont subi de nombreux changements avec l’avènement de méthodes basées sur l’histoire évolutive et les données génétiques. Une théorie récente est que les Hexapodes sont polyphylétiques(où le dernier ancêtre commun n’était pas membre du groupe), les classes d’entognath ayant des histoires évolutives distinctes de celles des Insecta. ^[38] De nombreux taxons traditionnels basés sur l’apparence se sont avérés paraphylétiques, donc plutôt que d’utiliser des rangs comme sous- classe , super -ordre et infra -ordre , il s’est avéré préférable d’utiliser des groupements monophylétiques (dans lesquels le dernier ancêtre commun est membre de le groupe). Ce qui suit représente les groupements monophylétiques les mieux pris en charge pour l’Insecta.

Les insectes peuvent être divisés en deux groupes historiquement traités comme des sous-classes : les insectes sans ailes, connus sous le nom d’Apterygota, et les insectes ailés, connus sous le nom de Pterygota. Les Apterygota se composent de l’ordre primitif sans ailes du poisson d’argent (Zygentoma). Les Archaeognatha composent les Monocondylia en fonction de la forme de leurs mandibules , tandis que Zygentoma et Pterygota sont regroupés sous le nom de Dicondylia. Les Zygentoma eux-mêmes ne sont peut-être pas monophylétiques , la famille des Lepidotrichidae étant un groupe frère des Dicondylia (Pterygota et les Zygentoma restants). ^{[39] [40]}

Les paléoptères et les néoptères sont des ordres d’insectes ailés différenciés par la présence de parties du corps durcies appelées sclérites et, chez les néoptères, de muscles qui permettent à leurs ailes de se replier à plat sur l’abdomen. Les néoptères peuvent en outre être divisés en groupes basés sur la métamorphose incomplète ( polynéoptères et paranéoptères ) et groupes basés sur la métamorphose complète. Il s’est avéré difficile de clarifier les relations entre les ordres de Polyneoptera en raison de nouvelles découvertes constantes appelant à la révision des taxons. Par exemple, les Paraneoptera se sont avérés être plus étroitement liés à l’Endopterygota qu’au reste de l’Exopterygota. La découverte moléculaire récente que le pou traditionnel commande Mallophaga et Anoplurasont dérivés de Psocoptera a conduit au nouveau taxon Psocodea . ^[41] Phasmatodea et Embiidina ont été suggérés pour former l’Eukinolabia. ^[42] On pense que Mantodea, Blattodea et Isoptera forment un groupe monophylétique appelé Dictyoptera . ^[43]

Les Exopterygota sont probablement paraphylétiques par rapport aux Endopterygota. Les questions qui ont suscité la controverse incluent les strepsiptères et les diptères regroupés sous le nom de Halteria sur la base d’une réduction de l’une des paires d’ailes – une position mal soutenue dans la communauté entomologique. ^[44] Les Neuropterida sont souvent regroupés ou divisés selon les caprices du taxonomiste. On pense maintenant que les puces sont étroitement liées aux mécoptères boréidés. ^[45] De nombreuses questions subsistent dans les relations basales entre les ordres d’endoptérygotes, en particulier les Hyménoptères.

L’étude de la classification ou de la taxonomie de tout insecte s’appelle l’entomologie systématique . Si l’on travaille avec un ordre ou même une famille plus spécifique, le terme peut également être rendu spécifique à cet ordre ou à cette famille, par exemple la diptérologie systématique .

Relations évolutives

Les insectes sont la proie d’une variété d’organismes, y compris les vertébrés terrestres. Les premiers vertébrés terrestres existaient il y a 400 millions d’années et étaient de grands piscivores amphibies . Grâce à un changement évolutif graduel, l’ insectivorie a été le prochain type de régime à évoluer. ^[46]

Les insectes ont été parmi les premiers herbivores terrestres et ont agi comme des agents de sélection majeurs sur les plantes. ^[32] Les plantes ont développé des défenses chimiques contre cet herbivore et les insectes, à leur tour, ont développé des mécanismes pour faire face aux toxines végétales. De nombreux insectes utilisent ces toxines pour se protéger de leurs prédateurs. Ces insectes annoncent souvent leur toxicité en utilisant des couleurs d’avertissement. ^[47] Ce modèle évolutif réussi a également été utilisé par les imitateurs . Au fil du temps, cela a conduit à des groupes complexes d’espèces coévoluées. A l’inverse, certaines interactions entre plantes et insectes, comme la pollinisation , sont bénéfiques pour les deux organismes. La coévolution a conduit au développement de très spécifiquesmutualismes dans de tels systèmes.

Diversité

Un diagramme circulaire des espèces eucaryotes décrites , montrant un peu plus de la moitié d’entre elles comme étant des insectes

Les estimations du nombre total d’espèces d’insectes, ou celles appartenant à des ordres spécifiques , varient souvent considérablement. À l’échelle mondiale, les moyennes de ces estimations suggèrent qu’il existe environ 1,5 million d’espèces de coléoptères et 5,5 millions d’espèces d’insectes, avec environ 1 million d’espèces d’insectes actuellement trouvées et décrites. ^[48] ​​EO Wilson a estimé que le nombre d’insectes vivant à un moment donné est d’environ 10 quintillions (10 milliards de milliards). ^[49]

Entre 950 000 et 1 000 000 de toutes les espèces décrites sont des insectes, donc plus de 50% de tous les eucaryotes décrits (1,8 million) sont des insectes (voir illustration). Avec seulement 950 000 non-insectes connus, si le nombre réel d’insectes est de 5,5 millions, ils pourraient représenter plus de 80 % du total. Comme seulement environ 20 000 nouvelles espèces de tous les organismes sont décrites chaque année, la plupart des espèces d’insectes peuvent rester non décrites, à moins que le taux de descriptions d’espèces n’augmente considérablement. Sur les 24 ordres d’insectes, quatre dominent en termes de nombre d’espèces décrites ; au moins 670 000 espèces identifiées appartiennent aux Coléoptères , Diptères , Hyménoptères ou Lépidoptères .

Insectes dont les tendances démographiques sont documentées par l’ Union internationale pour la conservation de la nature , pour les ordres Collemboles , Hyménoptères , Lépidoptères , Odonates et Orthoptères . Sur 203 espèces d’insectes qui avaient de telles tendances démographiques documentées en 2013, 33 % étaient en déclin. ^[50]

En 2017, au moins 66 extinctions d’espèces d’insectes avaient été enregistrées au cours des 500 dernières années, qui se sont généralement produites sur des îles océaniques. ^[51] Le déclin de l’ abondance des insectes a été attribué à l’éclairage artificiel, ^[52] aux changements d’utilisation des terres tels que l’urbanisation ou l’utilisation agricole, ^{[53] [54]} à l’utilisation de pesticides, ^[55] et aux espèces envahissantes. ^[56] Des études résumées dans une revue de 2019 suggèrent qu’une grande partie des espèces d’insectes sont menacées d’extinction au 21e siècle. ^[57]Bien que l’écologiste Manu Sanders note que l’examen de 2019 était biaisé en excluant principalement les données montrant des augmentations ou une stabilité de la population d’insectes, les études étant limitées à des zones géographiques spécifiques et à des groupes d’espèces spécifiques. ^[58] Une méta-étude plus vaste publiée en 2020, analysant les données de 166 enquêtes à long terme, a suggéré que les populations d’insectes terrestres diminuent d’environ 9 % par décennie. ^{[59] [60]} Les affirmations d’extinctions massives d’insectes en attente ou “d’apocalypse d’insectes” basées sur un sous-ensemble de ces études ont été popularisées dans les reportages, mais extrapolent souvent au-delà des données de l’étude ou hyperbolisent les résultats de l’étude . ^[61]D’autres régions ont enregistré des augmentations de certaines espèces d’insectes, bien que les tendances dans la plupart des régions soient actuellement inconnues. Il est difficile d’évaluer les tendances à long terme de l’abondance ou de la diversité des insectes car les mesures historiques ne sont généralement pas connues pour de nombreuses espèces. Des données solides pour évaluer les zones ou les espèces à risque font particulièrement défaut pour les régions arctiques et tropicales et la majorité de l’hémisphère sud. ^[61]

Nombre d’ espèces d’insectes existantes décrites ^[48]

Commande	Espèces existantes décrites
Archéognathe	513
Zygentome	560
Éphéméroptères	3 240
Odonates	5 899
Orthoptères	23 855
Neuroptères	5 868
Phasmatodea	3 014
Embioptères	463
Notoptera	54
Plecoptères	3 743
Dermaptères	1 978
Zoraptera	37
Mantodea	2 400
Blattodea	7 314
Psocoptères	5 720
Phthiraptères	5 102
Thysanoptères	5 864
Hémiptères	103 590
Hyménoptères	116 861
Strepsiptères	609
Coléoptères	386 500
Mégaloptères	354
Raphidioptères	254
Trichoptères	14 391
Lépidoptères	157 338
diptères	155 477
Siphonaptères	2 075
mécoptères	757

Morphologie et physiologie

Externe

Morphologie des insectes
A – Tête B – Thorax C – Abdomen

1. antenne
2. ocelles (inférieurs)
3. ocelles (supérieurs)
4. oeil composé
5. cerveau ( ganglions cérébraux )
6. prothorax
7. vaisseau sanguin dorsal
8. tubes trachéaux (tronc avec spiracle )
9. mésothorax
10. métathorax
11. aile antérieure
12. aile postérieure
13. intestin moyen (estomac)
14. tube dorsal (coeur)
15. ovaire
16. intestin postérieur (intestin, rectum et anus)
17. anus
18. oviducte
19. corde nerveuse (ganglions abdominaux)
20. Tubes de Malpighi
21. coussinets tarsiens
22. les griffes
23. tarse
24. tibia
25. fémur
26. trochanter
27. intestin antérieur (jabot, gésier)
28. ganglion thoracique
29. coxa
30. glande salivaire
31. ganglion sous-oesophagien
32. parties de la bouche

Les insectes ont des corps segmentés soutenus par des exosquelettes , le revêtement extérieur dur composé principalement de chitine . Les segments du corps sont organisés en trois unités distinctes mais interconnectées, ou tagmata : une tête, un thorax et un abdomen . ^[62] La tête supporte une paire d’ antennes sensorielles , une paire d’ yeux composés , zéro à trois yeux simples (ou ocelles ) et trois ensembles d’appendices diversement modifiés qui forment les pièces buccales. Le thorax est composé de trois segments : le prothorax, le mésothorax et le métathorax. Chaque segment thoracique supporte une paire de pattes. Les segments méso- et métathoraciques peuvent avoir chacun une paire d’ ailes , selon l’insecte. L’abdomen se compose de onze segments, bien que chez quelques espèces d’insectes, ces segments puissent être fusionnés ou de taille réduite. L’abdomen contient également la plupart des structures internes digestives , respiratoires , excrétrices et reproductives. ^{[37] : 22–48} Des variations considérables et de nombreuses adaptations dans les parties du corps des insectes se produisent, en particulier les ailes, les pattes, les antennes et les pièces buccales.

Segmentation

La tête est enfermée dans une capsule céphalique exosquelettique dure, fortement sclérifiée et non segmentée, ou épicrâne , qui contient la plupart des organes de détection, y compris les antennes, l’ocelle ou les yeux, et les pièces buccales. De tous les ordres d’insectes, les orthoptères présentent le plus de caractéristiques trouvées chez d’autres insectes, y compris les sutures et les sclérites . ^[63] Ici, le vertex , ou l’apex (région dorsale), est situé entre les yeux composés pour les insectes à tête hypognathe et opisthognathe . Chez les insectes prognathes, le vertex ne se trouve pas entre les yeux composés, mais plutôt, là où les ocellessont normalement. En effet, l’axe principal de la tête est tourné de 90° pour devenir parallèle à l’axe principal du corps. Chez certaines espèces, cette région est modifiée et prend un nom différent. ^{[63] : 13}

Le thorax est un tagma composé de trois sections, le prothorax , le mésothorax et le métathorax . Le segment antérieur, le plus proche de la tête, est le prothorax, les principales caractéristiques étant la première paire de pattes et le pronotum. Le segment médian est le mésothorax, les principales caractéristiques étant la deuxième paire de pattes et les ailes antérieures. Le troisième segment, le plus postérieur, attenant à l’abdomen, est le métathorax, qui comporte la troisième paire de pattes et les ailes postérieures. Chaque segment est délimité par une suture intersegmentaire. Chaque segment a quatre régions de base. La face dorsale est appelée tergum (ou notum ) pour la distinguer de la terga abdominale. ^[37]Les deux régions latérales s’appellent la plèvre (singulier : pleuron) et la face ventrale s’appelle le sternum. À son tour, le notum du prothorax s’appelle le pronotum, le notum du mésothorax s’appelle le mésonotum et le notum du métathorax s’appelle le métanotum. Dans cette logique, la mésopleure et la métapleure, ainsi que le mésosternum et le métasternum, sont utilisés. ^[63]

Le ventreest le plus grand tagma de l’insecte, qui se compose généralement de 11 à 12 segments et est moins fortement sclérifié que la tête ou le thorax. Chaque segment de l’abdomen est représenté par un tergum et un sternum sclérifiés. Les terga sont séparés les uns des autres et du sternum ou de la plèvre adjacents par des membranes. Les stigmates sont situés dans la région pleurale. La variation de ce plan au sol comprend la fusion de terga ou terga et sterna pour former des boucliers dorsaux ou ventraux continus ou un tube conique. Certains insectes portent une sclérite dans la région pleurale appelée latérotergite. Les sclérites ventrales sont parfois appelées latérosternites. Au stade embryonnaire de nombreux insectes et au stade post-embryonnaire des insectes primitifs, 11 segments abdominaux sont présents. Chez les insectes modernes, il y a une tendance à la réduction du nombre de segments abdominaux, mais le nombre primitif de 11 est maintenu pendant l’embryogenèse. La variation du nombre de segments abdominaux est considérable. Si les Aptérygotes sont considérés comme indicatifs du plan de masse des ptérygotes, la confusion règne : les Protura adultes ont 12 segments, les Collemboles en ont 6. La famille des orthoptères Acrididae a 11 segments, et un spécimen fossile de Zoraptera a un abdomen à 10 segments.^[63]

Exosquelette

Le squelette externe de l’insecte, la cuticule, est composé de deux couches : l’ épicuticule , qui est une couche externe mince et cireuse résistante à l’eau et ne contient pas de chitine , et une couche inférieure appelée procuticule . La procuticule est chitineuse et beaucoup plus épaisse que l’épicuticule et comporte deux couches : une couche externe appelée exocuticule et une couche interne appelée endocuticule. L’endocuticule dure et flexible est construite à partir de nombreuses couches de chitine fibreuse et de protéines, s’entrecroisant les unes les autres selon un motif en sandwich, tandis que l’exocuticule est rigide et durcie . ^{[37] : 22–24} L’exocuticule est considérablement réduite chez de nombreux insectes au cours de leurs stades larvaires , par ex.chenilles . Il est également réduit chez les insectes adultes à corps mou.

Les insectes sont les seuls invertébrés à avoir développé une capacité de vol actif, ce qui a joué un rôle important dans leur succès. ^{[37] : 186} Leurs muscles de vol sont capables de se contracter plusieurs fois pour chaque influx nerveux, permettant aux ailes de battre plus vite qu’il ne serait normalement possible.

Avoir leurs muscles attachés à leurs exosquelettes est efficace et permet plus de connexions musculaires.

Interne

Système nerveux

Le système nerveux d’un insecte peut être divisé en un cerveau et un cordon nerveux ventral . La capsule céphalique est composée de six segments fusionnés, chacun avec soit une paire de ganglions , soit un groupe de cellules nerveuses à l’extérieur du cerveau. Les trois premières paires de ganglions sont fusionnées dans le cerveau, tandis que les trois paires suivantes sont fusionnées en une structure de trois paires de ganglions sous l’ œsophage de l’insecte , appelée ganglion sous-œsophagien . ^{[37] : 57}

Les segments thoraciques ont un ganglion de chaque côté, qui sont connectés en une paire, une paire par segment. Cette disposition est également observée dans l’abdomen, mais uniquement dans les huit premiers segments. De nombreuses espèces d’insectes ont un nombre réduit de ganglions en raison de la fusion ou de la réduction. ^[64] Certains cafards n’ont que six ganglions dans l’abdomen, alors que la guêpe Vespa crabro n’en a que deux dans le thorax et trois dans l’abdomen. Certains insectes, comme la mouche domestique Musca domestica , ont tous les ganglions du corps fusionnés en un seul grand ganglion thoracique. ^{[ citation nécessaire ]}

Au moins quelques insectes possèdent des nocicepteurs , des cellules qui détectent et transmettent les signaux responsables de la sensation de douleur . ^{[65] [ échec de la vérification ]} Cela a été découvert en 2003 en étudiant la variation des réactions des larves de la drosophile commune des fruits au toucher d’une sonde chauffée et d’une sonde non chauffée. Les larves ont réagi au toucher de la sonde chauffée avec un comportement de roulement stéréotypé qui n’a pas été présenté lorsque les larves ont été touchées par la sonde non chauffée. ^[66] Bien que la nociception ait été démontrée chez les insectes, il n’y a pas de consensus sur le fait que les insectes ressentent consciemment la douleur ^[67]

Les insectes sont capables d’apprendre. ^[68]

Système digestif

Un insecte utilise son système digestif pour extraire les nutriments et autres substances de la nourriture qu’il consomme. ^[69] La plupart de ces aliments sont ingérés sous forme de macromolécules et d’autres substances complexes comme les protéines , les polysaccharides , les graisses et les acides nucléiques . Ces macromolécules doivent être décomposées par des réactions cataboliques en molécules plus petites comme les acides aminés et les sucres simples avant d’être utilisées par les cellules du corps pour l’énergie, la croissance ou la reproduction. Ce processus de décomposition est connu sous le nom de digestion .

Il existe une grande variation entre les différents ordres , les stades de la vie et même les castes dans le système digestif des insectes. ^[70] C’est le résultat d’adaptations extrêmes à divers modes de vie. La présente description porte sur une composition généralisée du système digestif d’un insecte orthoptère adulte, qui est considérée comme basale pour interpréter les particularités d’autres groupes.

La structure principale du système digestif d’un insecte est un long tube fermé appelé tube digestif , qui traverse le corps dans le sens de la longueur. Le tube digestif dirige les aliments de manière unidirectionnelle de la bouche vers l’ anus . Il comporte trois sections, chacune effectuant un processus de digestion différent. En plus du tube digestif, les insectes ont également des glandes salivaires et des réservoirs salivaires appariés. Ces structures résident généralement dans le thorax, à côté de l’intestin antérieur. ^{[37] : 70–77} Les glandes salivaires(élément 30 dans le diagramme numéroté) dans la bouche d’un insecte produisent de la salive. Les canaux salivaires mènent des glandes aux réservoirs, puis traversent la tête jusqu’à une ouverture appelée salivaire, située derrière l’hypopharynx. En déplaçant ses pièces buccales (élément 32 dans le schéma numéroté), l’insecte peut mélanger sa nourriture avec de la salive. Le mélange de salive et de nourriture se déplace ensuite à travers les tubes salivaires dans la bouche, où il commence à se décomposer. ^{[71] [72]} Certains insectes, comme les Mouches , ont une digestion extra-orale . Les insectes utilisant la digestion extra-orale expulsent des enzymes digestives sur leur nourriture pour la décomposer. Cette stratégie permet aux insectes d’extraire une proportion importante des nutriments disponibles de la source de nourriture. ^{[73] : 31} L’intestin est l’endroit où presque toute la digestion des insectes a lieu. Il peut être divisé en intestin antérieur , intestin moyen et intestin postérieur .

intestin antérieur Schéma stylisé du tube digestif des insectes montrant le tubule de Malpighi , d’un insecte de l’ordre des orthoptères

La première section du tube digestif est l’ intestin antérieur (élément 27 dans le schéma numéroté), ou stomodeum. L’intestin antérieur est tapissé d’une muqueuse cuticulaire faite de chitine et de protéines comme protection contre les aliments coriaces. L’intestin antérieur comprend la cavité buccale (bouche), le pharynx , l’œsophage et le jabot et le proventricule (toute partie peut être fortement modifiée), qui stockent les aliments et indiquent quand continuer à passer à l’intestin moyen. ^{[37] : 70}

La digestion commence dans la cavité buccale (bouche) lorsque les aliments partiellement mâchés sont décomposés par la salive des glandes salivaires. Comme les glandes salivaires produisent des enzymes de digestion des fluides et des glucides (principalement des amylases ), des muscles puissants du pharynx pompent le fluide dans la cavité buccale, lubrifient les aliments comme le fait le salivaire et aident les nourrisseurs de sang et de xylème et de phloème.

De là, le pharynx transmet la nourriture à l’œsophage, qui pourrait n’être qu’un simple tube le transmettant au jabot et au proventricule, puis à l’intestin moyen, comme chez la plupart des insectes. Alternativement, l’intestin antérieur peut se développer en une culture très élargie et un proventricule, ou la culture peut simplement être un diverticule ou une structure remplie de liquide, comme chez certaines espèces de diptères. ^{[73] : 30–31}

Bourdon en train de déféquer. Notez la contraction de l’ abdomen pour fournir une pression interne Intestin

Une fois que les aliments quittent la récolte, ils passent dans l’ intestin moyen (élément 13 dans le diagramme numéroté), également connu sous le nom de mésentère, où la majorité de la digestion a lieu. Les projections microscopiques de la paroi de l’intestin moyen, appelées microvillosités , augmentent la surface de la paroi et permettent l’absorption de plus de nutriments ; ils ont tendance à être proches de l’origine de l’intestin moyen. Chez certains insectes, le rôle des microvillosités et leur emplacement peuvent varier. Par exemple, des microvillosités spécialisées produisant des enzymes digestives peuvent plus probablement se trouver près de la fin de l’intestin moyen et être absorbées près de l’origine ou du début de l’intestin moyen. ^{[73] : 32}

Intestin

Dans l’ intestin postérieur (élément 16 dans le diagramme numéroté), ou proctodaeum, les particules alimentaires non digérées sont jointes par l’acide urique pour former des boulettes fécales. Le rectum absorbe 90% de l’eau de ces boulettes fécales, et la boulette sèche est ensuite éliminée par l’anus (élément 17), complétant le processus de digestion. Les envaginations à l’extrémité antérieure de l’intestin postérieur forment les tubules de Malpighi, qui forment le principal système excréteur des insectes.

Système excréteur

Les insectes peuvent avoir un à des centaines de tubules de Malpighi (élément 20). Ces tubules éliminent les déchets azotés de l’hémolymphe de l’insecte et régulent l’équilibre osmotique. Les déchets et les solutés sont évacués directement dans le tube digestif, à la jonction entre l’intestin moyen et l’intestin postérieur. ^{[37] : 71–72, 78–80}

Système reproducteur

Le système reproducteur des insectes femelles se compose d’une paire d’ ovaires , de glandes accessoires, d’une ou plusieurs spermathèques et de conduits reliant ces parties. Les ovaires sont constitués d’un certain nombre de tubes d’œufs, appelés ovarioles, qui varient en taille et en nombre selon les espèces. Le nombre d’œufs que l’insecte est capable de fabriquer varie en fonction du nombre d’ovarioles, la vitesse à laquelle les œufs peuvent se développer étant également influencée par la conception des ovarioles. Les insectes femelles sont capables de fabriquer des œufs, de recevoir et de stocker du sperme, de manipuler le sperme de différents mâles et de pondre des œufs. Les glandes accessoires ou parties glandulaires des oviductes produisent une variété de substances pour l’entretien, le transport et la fécondation des spermatozoïdes, ainsi que pour la protection des ovules. Ils peuvent produire de la colle et des substances protectrices pour enrober les œufs ou des revêtements durs pour un lot d’œufs appelés oothèques . Les spermathèques sont des tubes ou des sacs dans lesquels les spermatozoïdes peuvent être stockés entre le moment de l’accouplement et le moment où un ovule est fécondé. ^{[63] : 880}

Pour les hommes, le système reproducteur est le testicule , suspendu dans la cavité corporelle par les trachées et le corps gras. La plupart des insectes mâles ont une paire de testicules, à l’intérieur desquels se trouvent des tubes de sperme ou des follicules qui sont enfermés dans un sac membraneux. Les follicules se connectent au canal déférent par le canal efférent, et les deux canaux déférents tubulaires se connectent à un canal éjaculateur médian qui mène à l’extérieur. Une partie du canal déférent est souvent agrandie pour former la vésicule séminale, qui stocke les spermatozoïdes avant qu’ils ne soient déversés dans la femelle. Les vésicules séminales ont des revêtements glandulaires qui sécrètent des nutriments pour nourrir et maintenir le sperme. Le canal éjaculateur est issu d’une invagination des cellules épidermiques au cours du développement et, de ce fait, possède un revêtement cuticulaire. La partie terminale du canal éjaculateur peut être sclérifiée pour former l’organe intromittent, l’édéage.mésoderme , à l’exception des cellules germinales, ou spermatogonies , qui descendent des cellules polaires primordiales très tôt au cours de l’embryogenèse. ^{[63] : 885}

Système respiratoire Le cœur en forme de tube (vert) du moustique Anopheles gambiae s’étend horizontalement à travers le corps, relié aux muscles des ailes en forme de losange (également vert) et entouré de cellules péricardiques (rouge). Le bleu représente les noyaux cellulaires .

La respiration des insectes se fait sans poumons . Au lieu de cela, le système respiratoire des insectes utilise un système de tubes et de sacs internes à travers lesquels les gaz diffusent ou sont pompés activement, fournissant de l’oxygène directement aux tissus qui en ont besoin via leur trachée (élément 8 dans le schéma numéroté). Chez la plupart des insectes, l’air est aspiré par des ouvertures sur les côtés de l’abdomen et du thorax appelées spiracles .

Le système respiratoire est un facteur important qui limite la taille des insectes. Au fur et à mesure que les insectes grossissent, ce type de transport d’oxygène est moins efficace et donc l’insecte le plus lourd pèse actuellement moins de 100 g. Cependant, avec l’augmentation des niveaux d’oxygène atmosphérique, comme c’était le cas à la fin du Paléozoïque , des insectes plus gros étaient possibles, tels que des libellules d’une envergure de plus de deux pieds (60 cm). ^[74]

Il existe de nombreux modèles différents d’ échange de gaz démontrés par différents groupes d’insectes. Les modèles d’échange de gaz chez les insectes peuvent aller de la ventilation continue et diffusive à l’échange de gaz discontinu . ^{[37] : 65–68} Au cours d’un échange gazeux continu, l’oxygène est absorbé et le dioxyde de carbone est libéré dans un cycle continu. Dans les échanges gazeux discontinus, cependant, l’insecte absorbe de l’oxygène pendant qu’il est actif et de petites quantités de dioxyde de carbone sont libérées lorsque l’insecte est au repos. ^[75] La ventilation diffuse est simplement une forme d’échange continu de gaz qui se produit par diffusionplutôt que de prendre physiquement de l’oxygène. Certaines espèces d’insectes submergées ont également des adaptations pour faciliter la respiration. En tant que larves, de nombreux insectes ont des branchies qui peuvent extraire l’oxygène dissous dans l’eau, tandis que d’autres doivent remonter à la surface de l’eau pour reconstituer les réserves d’air, qui peuvent être retenues ou piégées dans des structures spéciales. ^{[76] [77]}

Système circulatoire

Parce que l’oxygène est livré directement aux tissus via les trachéoles, le système circulatoire n’est pas utilisé pour transporter l’oxygène et est donc considérablement réduit. Le système circulatoire des insectes est ouvert ; il n’a pas de veines ou d’ artères , et se compose à la place d’un peu plus d’un seul tube dorsal perforé qui pulse de manière péristaltique . Ce vaisseau sanguin dorsal (élément 14) est divisé en deux sections : le cœur et l’aorte. Le vaisseau sanguin dorsal fait circuler l’ hémolymphe , l’analogue liquide du sang des arthropodes , de l’arrière de la cavité corporelle vers l’avant. ^{[37] : 61–65 [78]} L’hémolymphe est composée de plasma dans lequel les hémocytessont suspendus. Les nutriments, les hormones, les déchets et d’autres substances sont transportés à travers le corps de l’insecte dans l’hémolymphe. Les hémocytes comprennent de nombreux types de cellules qui sont importantes pour les réponses immunitaires, la cicatrisation des plaies et d’autres fonctions. La pression de l’hémolymphe peut être augmentée par des contractions musculaires ou en avalant de l’air dans le système digestif pour faciliter la mue. ^[79] L’hémolymphe est également une partie importante du système circulatoire ouvert d’autres arthropodes , tels que les araignées et les crustacés . ^{[80] [81]}

Reproduction et développement

Une paire de syrphes Simosyrphus grandicornis s’accouplant en vol. Une paire de sauterelles en train de s’accoupler.

La majorité des insectes éclosent des œufs . La fécondation et le développement ont lieu à l’intérieur de l’œuf, entouré d’une coquille ( chorion ) constituée de tissu maternel. Contrairement aux œufs d’autres arthropodes, la plupart des œufs d’insectes sont résistants à la sécheresse. En effet, à l’intérieur du chorion, deux membranes supplémentaires se développent à partir du tissu embryonnaire, l’ amnios et la séreuse . Cette séreuse sécrète une cuticule riche en chitine qui protège l’embryon contre la dessiccation. Chez Schizophora cependant, la séreuse ne se développe pas, mais ces Mouches pondent leurs œufs dans des endroits humides, tels que des matières en décomposition. ^[82] Certaines espèces d’insectes, comme le cafardBlaptica dubia , ainsi que les pucerons juvéniles et les Mouches tsé-tsé, sont ovovivipares . Les œufs des animaux ovovivipares se développent entièrement à l’intérieur de la femelle, puis éclosent immédiatement après la ponte. ^[6] Certaines autres espèces, telles que celles du genre de cafards connus sous le nom de Diploptera , sont vivipares , et gestent donc à l’intérieur de la mère et naissent vivantes . ^{[37] : 129, 131, 134–135} Certains insectes, comme les guêpes parasites, présentent une polyembryonie , où un seul œuf fécondé se divise en plusieurs et dans certains cas en milliers d’embryons séparés. ^{[37] : 136–137} Les insectes peuvent êtreunivoltins , bivoltins ou multivoltins , c’est-à-dire qu’ils peuvent avoir une, deux ou plusieurs couvées (générations) dans une année. ^[83]

Les différentes formes de la chenille à houppes mâle (en haut) et femelle (en bas) Orgyia recens est un exemple de dimorphisme sexuel chez les insectes.

D’ autres variations développementales et reproductives incluent l’ haplodiploïdie , le polymorphisme , la pédomorphose ou la peramorphose , le dimorphisme sexuel , la parthénogenèse et plus rarement l’ hermaphrodisme . ^{[37] : 143 [84]} Dans l’haplodiploïdie, qui est un type de système de détermination du sexe , le sexe de la progéniture est déterminé par le nombre d’ensembles de chromosomes qu’un individu reçoit. Ce système est typique chez les abeilles et les guêpes. ^[85] Le polymorphisme est le cas où une espèce peut avoir différents morphes ou formes , comme dans lekatydid à ailes oblongues , qui a quatre variétés différentes : verte, rose et jaune ou feu. Certains insectes peuvent conserver des phénotypes qui ne sont normalement observés que chez les juvéniles; c’est ce qu’on appelle la pédomorphose. Dans la peramorphose, un type de phénomène opposé, les insectes prennent des traits jusque-là inconnus après avoir atteint la maturité. De nombreux insectes présentent un dimorphisme sexuel , dans lequel les mâles et les femelles ont des apparences particulièrement différentes, comme le papillon de nuit Orgyia recens comme exemple de dimorphisme sexuel chez les insectes.

Certains insectes utilisent la parthénogenèse , un processus dans lequel la femelle peut se reproduire et donner naissance sans que les œufs soient fécondés par un mâle . De nombreux pucerons subissent une forme de parthénogenèse, appelée parthénogenèse cyclique, dans laquelle ils alternent entre une ou plusieurs générations de reproduction asexuée et sexuée. ^{[86] [87]} En été, les pucerons sont généralement femelles et parthénogénétiques ; à l’automne, des mâles peuvent être produits pour la reproduction sexuée. Les autres insectes produits par la parthénogenèse sont les abeilles, les guêpes et les fourmis, chez lesquels ils pondent des mâles. Cependant, dans l’ensemble, la plupart des individus sont des femmes, qui sont produites par fécondation. Les mâles sont haploïdes et les femelles diploïdes .^[6]

Les histoires de vie des insectes montrent des adaptations pour résister aux conditions froides et sèches. Certains insectes des régions tempérées sont capables d’activité pendant l’hiver, tandis que d’autres migrent vers un climat plus chaud ou entrent dans un état de torpeur . ^[88] Encore d’autres insectes ont développé des mécanismes de diapause qui permettent aux œufs ou aux pupes de survivre à ces conditions. ^[89]

Métamorphose

La métamorphose chez les insectes est le processus biologique de développement que tous les insectes doivent subir. Il existe deux formes de métamorphose : la métamorphose incomplète et la métamorphose complète.

Métamorphose incomplète

Les insectes hémimétaboles , ceux à métamorphose incomplète, se transforment progressivement en subissant une série de mues . Un insecte mue lorsqu’il dépasse son exosquelette, qui ne s’étire pas et limiterait autrement la croissance de l’insecte. Le processus de mue commence lorsque l’ épiderme de l’insecte sécrète un nouvel épicuticule à l’intérieur de l’ancien. Après la sécrétion de ce nouvel épicuticule, l’épiderme libère un mélange d’enzymes qui digère l’endocuticule et détache ainsi l’ancienne cuticule. Lorsque cette étape est terminée, l’insecte fait gonfler son corps en absorbant une grande quantité d’eau ou d’air, ce qui fait que l’ancienne cuticule se fend le long de faiblesses prédéfinies là où l’ancienne exocuticule était la plus fine. ^{[37] : 142 [90]}

Les insectes immatures qui subissent une métamorphose incomplète sont appelés nymphes ou, dans le cas des libellules et des demoiselles, également naïades . Les nymphes ont une forme similaire à celle de l’adulte, à l’exception de la présence d’ailes, qui ne se développent qu’à l’âge adulte. À chaque mue, les nymphes grossissent et ressemblent davantage aux insectes adultes.

Cette libellule colporteuse mue plusieurs fois son exosquelette au cours de sa vie de nymphe ; montré est la mue finale pour devenir un adulte ailé ( éclosion ). Métamorphose complète Cycle de vie de la fritillaire du Golfe , un exemple d’ holométabolisme .

L’holométabolisme , ou métamorphose complète, est l’endroit où l’insecte se transforme en quatre étapes, un œuf ou un embryon , une larve , une pupe et l’ adulte ou l’ imago . Chez ces espèces, un œuf éclot pour produire une larve , qui a généralement la forme d’un ver. Cette forme vermiforme peut appartenir à plusieurs variétés : éruciforme (ressemblant à une chenille), scarabée (ressemblant à une larve), campodeiforme (allongée, aplatie et active), élatériforme (ressemblant à un taupin) ou vermiforme (ressemblant à une mouche). La larve grandit et finit par devenir une nymphe , une étape marquée par un mouvement réduit et souvent enfermée dans un cocon. Il existe trois types de pupes : obtectées, exarées ou coarctées. Les pupes Obtect sont compactes, avec les pattes et autres appendices fermés. Les nymphes exarates ont leurs pattes et autres appendices libres et étendus. Les pupes coarctées se développent à l’intérieur de la peau larvaire. ^{[37] : 151} Les insectes subissent des changements considérables de forme au cours du stade nymphal et émergent à l’âge adulte. Les papillons sont un exemple bien connu d’insectes qui subissent une métamorphose complète, bien que la plupart des insectes utilisent ce cycle de vie. Certains insectes ont fait évoluer ce système vers l’ hypermétamorphose .

La métamorphose complète est un trait du groupe d’insectes le plus diversifié, les Endopterygota . ^{[37] : 143} Endopterygota inclut 11 Ordres, le plus grand étant les Diptères (Mouches), les Lépidoptères (papillons et mites) et les Hyménoptères (abeilles, guêpes et fourmis) et les Coléoptères (coléoptères). Cette forme de développement est exclusive aux insectes et n’est observée chez aucun autre arthropode.

Sens et communication

De nombreux insectes possèdent des organes de perception très sensibles et spécialisés . Certains insectes tels que les abeilles peuvent percevoir les longueurs d’onde ultraviolettes ou détecter la lumière polarisée , tandis que les antennes des papillons mâles peuvent détecter les phéromones des papillons femelles sur des distances de plusieurs kilomètres. ^[91] La guêpe à papier jaune ( Polistes versicolor ) est connue pour ses mouvements agités comme forme de communication au sein de la colonie; il peut osciller avec une fréquence de 10,6 ± 2,1 Hz (n = 190). Ces mouvements de remue-ménage peuvent signaler l’arrivée de nouveau matériel dans le nid et l’agression entre les ouvrières peut être utilisée pour stimuler les autres à augmenter les expéditions de recherche de nourriture.^[92] Il y a une tendance prononcée à un compromis entre l’acuité visuelle et l’acuité chimique ou tactile, de sorte que la plupart des insectes aux yeux bien développés ont des antennes réduites ou simples, et vice versa. Il existe une variété de mécanismes différents par lesquels les insectes perçoivent le son; bien que les motifs ne soient pas universels, les insectes peuvent généralement entendre le son s’ils peuvent le produire. Différentes espèces d’insectes peuvent avoir une audition variable , bien que la plupart des insectes ne puissent entendre qu’une gamme étroite de fréquences liées à la fréquence des sons qu’ils peuvent produire. Les moustiques entendent jusqu’à 2 kHz et certaines sauterelles peuvent entendre jusqu’à 50 kHz. ^[93]Certains insectes prédateurs et parasites peuvent détecter les sons caractéristiques émis respectivement par leurs proies ou leurs hôtes. Par exemple, certains papillons nocturnes peuvent percevoir les émissions d’ ultrasons des chauves -souris , ce qui les aide à éviter la prédation. ^{[37] : 87–94} Les insectes qui se nourrissent de sang ont des structures sensorielles spéciales qui peuvent détecter les émissions infrarouges et les utiliser pour se diriger vers leurs hôtes.

Certains insectes affichent un sens rudimentaire des nombres , ^[94] comme les guêpes solitaires qui se nourrissent d’une seule espèce. La guêpe mère pond ses œufs dans des cellules individuelles et fournit à chaque œuf un certain nombre de chenilles vivantes dont les jeunes se nourrissent lorsqu’ils éclosent. Certaines espèces de guêpes fournissent toujours cinq, d’autres douze et d’autres jusqu’à vingt-quatre chenilles par cellule. Le nombre de chenilles est différent selon les espèces, mais toujours le même pour chaque sexe de larve. La guêpe solitaire mâle du genre Eumène est plus petite que la femelle, de sorte que la mère d’une espèce ne lui fournit que cinq chenilles; la plus grande femelle reçoit dix chenilles dans sa cellule.

Production de lumière et vision

La plupart des insectes ont des yeux composés et deux antennes.

Quelques insectes, tels que les membres des familles Poduridae et Onychiuridae (Collembola), Mycetophilidae (Diptera) et les familles de coléoptères Lampyridae , Phengodidae , Elateridae et Staphylinidae sont bioluminescents . Le groupe le plus familier sont les lucioles , coléoptères de la famille des Lampyridae. Certaines espèces sont capables de contrôler cette génération de lumière pour produire des flashs. La fonction varie selon que certaines espèces les utilisent pour attirer des partenaires, tandis que d’autres les utilisent pour attirer des proies. Les larves troglodytes d’ Arachnocampa (Mycetophilidae, moucherons fongiques) brillent pour attirer de petits insectes volants dans des brins de soie collants. ^[95]Certaines lucioles du genre Photuris imitent le clignotement des espèces femelles de Photinus pour attirer les mâles de cette espèce, qui sont ensuite capturés et dévorés. ^[96] Les couleurs de la lumière émise varient du bleu terne ( Orfelia fultoni , Mycetophilidae) aux verts familiers et aux rares rouges ( Phrixothrix tiemanni , Phengodidae). ^[97]

La plupart des insectes, à l’exception de certaines espèces de grillons des cavernes , sont capables de percevoir la lumière et l’obscurité. De nombreuses espèces ont une vision aiguë capable de détecter des mouvements infimes. Les yeux peuvent comprendre des yeux simples ou des ocelles ainsi que des yeux composés de différentes tailles. De nombreuses espèces sont capables de détecter la lumière dans l’infrarouge, l’ultraviolet et les longueurs d’ onde de la lumière visible . La vision des couleurs a été démontrée chez de nombreuses espèces et l’analyse Phylogénétique suggère que la trichromie UV-vert-bleu existait depuis au moins la période dévonienne entre 416 et 359 millions d’années. ^[98]

Production sonore et audition

Les insectes ont été les premiers organismes à produire et à ressentir des sons. Les insectes émettent des sons principalement par l’action mécanique des appendices. Chez les sauterelles et les grillons, cela se fait par stridulation . Les cigales émettent les sons les plus forts parmi les insectes en produisant et en amplifiant des sons avec des modifications spéciales de leur corps pour former des tymbales et la musculature associée. La cigale africaine Brevisana brevis a été mesurée à 106,7 décibels à une distance de 50 cm (20 po). ^[99] Certains insectes, tels que les papillons de nuit Helicoverpa zea , les sphinx et les papillons Hedylid , peuvent entendreéchographie et prendre des mesures d’évitement lorsqu’ils sentent qu’ils ont été détectés par des chauves-souris. ^{[100] [101]} Certains papillons de nuit produisent des clics ultrasoniques dont on pensait autrefois qu’ils avaient un rôle dans le brouillage de l’ écholocation des chauves-souris . On a découvert par la suite que les clics ultrasonores étaient principalement produits par des papillons désagréables pour avertir les chauves-souris, tout comme les colorations d’avertissement sont utilisées contre les prédateurs qui chassent à vue. ^[102] Certains papillons autrement agréables au goût ont évolué pour imiter ces cris. ^[103]Plus récemment, l’affirmation selon laquelle certains papillons peuvent bloquer le sonar des chauves-souris a été revisitée. L’enregistrement par ultrasons et la vidéographie infrarouge à grande vitesse des interactions entre les chauves-souris et les papillons suggèrent que le papillon du tigre au goût agréable se défend vraiment contre les attaques de grosses chauves-souris brunes en utilisant des clics ultrasonores qui bloquent le sonar des chauves-souris. ^[104]

Stridulation sauterelle ( 0 : 17 ) 0:18 Plusieurs sauterelles non identifiées stridulant

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Des sons très graves sont également produits chez diverses espèces de Coléoptères , Hyménoptères , Lépidoptères , Mantodea et Neuroptères . Ces sons graves sont simplement les sons émis par le mouvement de l’insecte. Grâce à des structures stridulatoires microscopiques situées sur les muscles et les articulations de l’insecte, les sons normaux du mouvement de l’insecte sont amplifiés et peuvent être utilisés pour avertir ou communiquer avec d’autres insectes. La plupart des insectes sonores ont également des organes tympanaux qui peuvent percevoir les sons aériens. Certaines espèces d’ hémiptères , telles que les corixides (bateliers aquatiques), sont connues pour communiquer via des sons sous-marins. ^[105]La plupart des insectes sont également capables de détecter les vibrations transmises à travers les surfaces.

0:11 Cricket dans un garage avec appel familier.

La communication utilisant des signaux vibratoires transmis par la surface est plus répandue chez les insectes en raison des contraintes de taille dans la production de sons aériens. ^[106] Les insectes ne peuvent pas produire efficacement des sons à basse fréquence, et les sons à haute fréquence ont tendance à se disperser davantage dans un environnement dense (comme le feuillage ), de sorte que les insectes vivant dans de tels environnements communiquent principalement en utilisant des vibrations transmises par le substrat. ^[107] Les mécanismes de production de signaux vibratoires sont tout aussi divers que ceux de production de son chez les insectes.

Certaines espèces utilisent des vibrations pour communiquer au sein des membres de la même espèce, par exemple pour attirer des partenaires comme dans les chants de la Punaise du bouclier Nezara viridula . ^[108] Les vibrations peuvent également être utilisées pour communiquer entre des espèces entièrement différentes ; les chenilles lycaenides (papillon aux ailes vaporeuses), myrmécophiles (vivant en association mutualiste avec les fourmis), communiquent ainsi avec les fourmis. ^[109] Le cafard sifflant de Madagascar a la capacité de presser l’air à travers ses spiracles pour faire un bruit de sifflement en signe d’agression; ^[110] le sphynx tête de mortfait un bruit de grincement en forçant l’air hors de leur pharynx lorsqu’il est agité, ce qui peut également réduire le comportement agressif des abeilles ouvrières lorsque les deux sont à proximité. ^[111]

Communication chimique

Les communications chimiques chez les animaux reposent sur une variété d’aspects, notamment le goût et l’odorat. La chimioréception est la réponse physiologique d’un organe sensoriel (c’est-à-dire le goût ou l’odorat) à un stimulus chimique où les produits chimiques agissent comme des signaux pour réguler l’état ou l’activité d’une cellule. Un sémiochimique est un produit chimique porteur de message destiné à attirer, repousser et transmettre des informations. Les types de produits sémiochimiques comprennent les phéromones et les kairomones. Un exemple est le papillon Phengaris arion qui utilise des signaux chimiques comme une forme de mimétisme pour aider à la prédation. ^[112]

En plus de l’utilisation du son pour la communication, un large éventail d’insectes ont développé des moyens chimiques de communication . Ces produits chimiques, appelés sémiochimiques , sont souvent dérivés de métabolites végétaux, y compris ceux destinés à attirer, repousser et fournir d’autres types d’informations. Les phéromones , un type de sémiochimique, sont utilisées pour attirer des partenaires du sexe opposé, pour agréger des individus conspécifiques des deux sexes, pour dissuader d’autres individus de s’approcher, pour marquer une piste et pour déclencher une agression chez les individus proches. Les allomones profitent à leur producteur par l’effet qu’elles ont sur le récepteur. Kairomonesprofitent à leur destinataire plutôt qu’à leur producteur. Les synomones profitent au producteur et au récepteur. Alors que certains produits chimiques ciblent des individus de la même espèce, d’autres sont utilisés pour la communication entre les espèces. L’utilisation d’odeurs est particulièrement bien connue pour s’être développée chez les insectes sociaux. ^{[37] : 96–105} Les hydrocarbures cuticulaires sont des matériaux non structuraux produits et sécrétés à la surface de la cuticule pour lutter contre la dessiccation et les agents pathogènes . Ils servent également de phéromones. ^[113]

Comportement social

Un monticule cathédrale créé par les termites ( Isoptera ).

Les insectes sociaux , tels que les termites , les fourmis et de nombreuses abeilles et guêpes , sont les espèces les plus familières d’ animaux eusociaux . ^[114] Ils vivent ensemble dans de grandes colonies bien organisées qui peuvent être si étroitement intégrées et génétiquement similaires que les colonies de certaines espèces sont parfois considérées comme des superorganismes . On prétend parfois que les différentes espèces d’ abeilles mellifères sont les seuls invertébrés (et en fait l’un des rares groupes non humains) à avoir développé un système de communication symbolique abstraite où un comportement est utilisé pour représenteret transmettre des informations spécifiques sur quelque chose dans l’environnement. Dans ce système de communication, appelé langage de la danse , l’angle auquel une abeille danse représente une direction par rapport au soleil, et la longueur de la danse représente la distance à parcourir. ^{[37] : 309–311} Bien qu’ils ne soient peut-être pas aussi avancés que les abeilles mellifères, les bourdons ont aussi potentiellement des comportements de communication sociale. Bombus terrestris , par exemple, présente une courbe d’apprentissage plus rapide pour visiter des fleurs inconnues, mais gratifiantes, lorsqu’ils peuvent voir un conspécifique se nourrir de la même espèce. ^[115]

Seuls les insectes qui vivent dans des nids ou des colonies démontrent une véritable capacité d’orientation spatiale ou de homing à petite échelle. Cela peut permettre à un insecte de revenir infailliblement vers un seul trou de quelques millimètres de diamètre parmi des milliers de trous apparemment identiques regroupés, après un voyage pouvant atteindre plusieurs kilomètres de distance. Dans un phénomène connu sous le nom de philopatrie , les insectes qui hibernent ont montré la capacité de se souvenir d’un emplacement spécifique jusqu’à un an après la dernière visualisation de la zone d’intérêt. ^[116] Quelques insectes migrent saisonnièrement sur de grandes distances entre différentes régions géographiques (par exemple, les zones d’hivernage du papillon monarque ). ^{[37] : 14}

Soin des jeunes

Les insectes eusociaux construisent des nids, gardent les œufs et fournissent de la nourriture à la progéniture à plein temps (voir Eusocialité ). La plupart des insectes, cependant, mènent une courte vie à l’âge adulte et interagissent rarement les uns avec les autres, sauf pour s’accoupler ou se disputer des partenaires. Un petit nombre présentent une certaine forme de soins parentaux, où ils garderont au moins leurs œufs, et continueront parfois à garder leur progéniture jusqu’à l’âge adulte, et peut-être même à les nourrir. Une autre forme simple de soins parentaux consiste à construire un nid (un terrier ou une construction réelle, qui peut être simple ou complexe), à ​​y stocker des provisions et à pondre un œuf sur ces provisions. L’adulte n’entre pas en contact avec la progéniture en croissance, mais il fournit néanmoins de la nourriture. Ce type de soins est typique pour la plupart des espèces d’abeilles et divers types de guêpes. ^[117]

Locomotion

Vol

Sphinx bordé de blanc se nourrissant en vol Mouvement de base de l’aile de l’insecte chez l’insecte avec un schéma de mécanisme de vol indirect de coupe dorso-ventrale à travers un segment de thorax avec
a ailes
b articulations
c muscles dorso- ventraux
d muscles longitudinaux.

Les insectes sont le seul groupe d’ invertébrés à avoir développé le vol. L’évolution des ailes d’insectes a fait l’objet de débats. Certains entomologistes suggèrent que les ailes proviennent de lobes paranotaux ou d’extensions de l’exosquelette de l’insecte appelé nota , appelé la théorie paranotale . D’autres théories sont basées sur une origine pleurale . Ces théories incluent des suggestions selon lesquelles les ailes proviennent de branchies modifiées, de volets spiraculaires ou d’un appendice de l’épicoxa. La théorie épicoxale suggère que les ailes des insectes sont des sorties épicoxales modifiées, un appendice modifié à la base des pattes ou coxa . ^[118] Au Carbonifèreâge, certaines des libellules Meganeura avaient jusqu’à 50 cm (20 po) d’envergure. L’apparition d’insectes gigantesques s’est avérée compatible avec une teneur élevée en oxygène atmosphérique. Le système respiratoire des insectes limite leur taille, mais la teneur élevée en oxygène de l’atmosphère permet des tailles plus grandes. ^[119] Les plus grands insectes volants d’aujourd’hui sont beaucoup plus petits, la plus grande envergure appartenant au papillon de nuit blanc ( Thysania agrippina ), à environ 28 cm (11 po). ^[120]

Le vol des insectes a été un sujet de grand intérêt en aérodynamique en partie à cause de l’incapacité des théories de l’état d’équilibre à expliquer la portance générée par les minuscules ailes des insectes. Mais les ailes des insectes sont en mouvement, avec des battements et des vibrations, entraînant des tourbillons et des tourbillons , et l’idée fausse selon laquelle la physique dit que “les bourdons ne peuvent pas voler” a persisté pendant la majeure partie du XXe siècle.

Contrairement aux oiseaux , de nombreux petits insectes sont emportés par les vents dominants ^[121] bien que de nombreux insectes plus gros soient connus pour effectuer des migrations . Les pucerons sont connus pour être transportés sur de longues distances par des courants- jets à basse altitude . ^[122] En tant que tels, les motifs de lignes fines associés aux vents convergents dans les images radar météorologiques , comme le réseau radar WSR-88D , représentent souvent de grands groupes d’insectes. ^[123] Le radar peut également être délibérément utilisé pour surveiller les insectes . ^[124]

En marchant

0:45 Modèle de pas spatial et temporel de fourmis du désert marchant effectuant une démarche tripode alternée. Taux d’enregistrement : 500 ips, Taux de lecture : 10 ips.

De nombreux insectes adultes utilisent six pattes pour marcher et ont adopté une démarche tripède . La démarche tripède permet une marche rapide tout en ayant toujours une position stable et a été largement étudiée chez les cafards et les fourmis . Les pattes sont utilisées en triangles alternés touchant le sol. Pour la première étape, la jambe droite du milieu et les pattes avant et arrière gauche sont en contact avec le sol et font avancer l’insecte, tandis que la jambe droite avant et arrière et la jambe gauche du milieu sont soulevées et avancées vers une nouvelle position. Lorsqu’elles touchent le sol pour former un nouveau triangle stable, les autres jambes peuvent être soulevées et avancées à tour de rôle et ainsi de suite. ^[125]La forme la plus pure de la démarche tripédale est observée chez les insectes se déplaçant à grande vitesse. Cependant, ce type de locomotion n’est pas rigide et les insectes peuvent adapter une variété de démarches. Par exemple, en se déplaçant lentement, en tournant, en évitant des obstacles, en grimpant ou sur des surfaces glissantes, quatre pieds (tétrapodes) ou plus (démarche ondulatoire ^[126] ) peuvent toucher le sol. Les insectes peuvent également adapter leur démarche pour faire face à la perte d’un ou plusieurs membres.

Les cafards sont parmi les insectes coureurs les plus rapides et, à pleine vitesse, adoptent une course bipède pour atteindre une vitesse élevée proportionnelle à leur taille corporelle. Comme les cafards se déplacent très rapidement, ils doivent être enregistrés en vidéo à plusieurs centaines d’images par seconde pour révéler leur démarche. Une locomotion plus calme est observée chez les phasmes ou les bâtons de marche ( Phasmatodea ). Quelques insectes ont évolué pour marcher à la surface de l’eau, en particulier les membres de la famille des Gerridae , communément appelés marcheurs d’eau. Quelques espèces de patineurs océaniques du genre Halobates vivent même à la surface des océans ouverts, un habitat qui compte peu d’espèces d’insectes. ^[127]

Utilisation en robotique

La marche des insectes présente un intérêt particulier en tant que forme alternative de locomotion chez les robots . L’étude des insectes et des bipèdes a un impact significatif sur les modes de transport robotiques possibles. Cela peut permettre de concevoir de nouveaux robots capables de traverser un terrain que les robots à roues peuvent ne pas être en mesure de gérer. ^[125]

Nager

Le rétronageur Notonecta glauca sous l’eau, montrant son adaptation de la patte arrière en forme de pagaie

Un grand nombre d’insectes vivent une partie ou la totalité de leur vie sous l’eau. Dans de nombreux ordres d’insectes les plus primitifs, les stades immatures sont passés dans un environnement aquatique. Certains groupes d’insectes, comme certains coléoptères aquatiques, ont également des adultes aquatiques. ^[76]

Beaucoup de ces espèces ont des adaptations pour aider à la locomotion sous-marine. Les coléoptères aquatiques et les punaises d’eau ont des pattes adaptées en structures en forme de pagaie. Les naïades libellules utilisent la propulsion par jet, expulsant de force l’eau hors de leur chambre rectale. ^[128] Certaines espèces comme les marcheurs d’eau sont capables de marcher à la surface de l’eau. Ils peuvent le faire parce que leurs griffes ne sont pas au bout des pattes comme chez la plupart des insectes, mais encastrées dans une rainure spéciale plus haut sur la patte; cela empêche les griffes de percer le film de surface de l’eau. ^[76] D’autres insectes comme le staphylin Stenus sont connus pour émettre des sécrétions des glandes pygidiales qui réduisent la tension superficielle leur permettant de se déplacer à la surface de l’eau par propulsion Marangoni (également connue sous le terme allemand Entspannungsschwimmen ). ^{[129] [130]}

Écologie

L’écologie des insectes est l’étude scientifique de la façon dont les insectes, individuellement ou en tant que communauté, interagissent avec l’ environnement ou l’ écosystème environnant . ^{[131] : 3} Les insectes jouent l’un des rôles les plus importants dans leurs écosystèmes, qui comprend de nombreux rôles, tels que le retournement et l’aération du sol, l’enfouissement des excréments, la lutte antiparasitaire, la pollinisation et la nutrition de la faune. Un exemple est les coléoptères , qui sont des charognards qui se nourrissent d’ animaux morts et d’ arbres tombés et recyclent ainsi les matériaux biologiques sous des formes jugées utiles par d’ autres organismes . ^[132] Ces insectes, et d’autres, sont responsables d’une grande partie du processus par lequel la couche arableest créé. ^{[37] : 3, 218–228}

Défense et prédation

Peut-être l’un des exemples les plus connus de mimétisme, le papillon vice -roi (en haut) ressemble beaucoup au papillon monarque (en bas). ^[133]

Les insectes sont pour la plupart au corps mou, fragiles et presque sans défense par rapport à d’autres formes de vie plus grandes. Les stades immatures sont petits, se déplacent lentement ou sont immobiles, et donc tous les stades sont exposés à la prédation et au parasitisme . Les insectes disposent alors de diverses stratégies de défense pour éviter d’être attaqués par des prédateurs ou des parasitoïdes . Ceux-ci incluent le camouflage , le mimétisme , la toxicité et la défense active. ^[134]

Le camouflage est une stratégie de défense importante, qui implique l’utilisation de la coloration ou de la forme pour se fondre dans l’environnement environnant. ^[135] Ce type de coloration protectrice est courant et répandu parmi les familles de coléoptères, en particulier celles qui se nourrissent de bois ou de végétation, comme de nombreux coléoptères des feuilles (famille des Chrysomelidae ) ou des charançons . Chez certaines de ces espèces, la sculpture ou diverses écailles ou poils colorés font que le coléoptère ressemble à de la bouse d’oiseau ou à d’autres objets non comestibles. Beaucoup de ceux qui vivent dans des environnements sablonneux se fondent dans la coloration du substrat. ^[134] La plupart des phasmes sont connus pour reproduire efficacement les formes de bâtons et de feuilles, et les corps de certaines espèces (commeO. macklotti et Palophus centaurus ) sont recouverts d’excroissances moussues ou lichéneuses qui complètent leur déguisement. Très rarement, une espèce peut avoir la capacité de changer de couleur lorsque son environnement change ( Bostra scabrinota ). Dans une autre adaptation comportementale pour compléter crypsis , un certain nombre d’espèces ont été notées pour effectuer un mouvement de bascule où le corps est balancé d’un côté à l’autre, ce qui est censé refléter le mouvement des feuilles ou des brindilles se balançant dans la brise. Une autre méthode par laquelle les phasmes évitent la prédation et ressemblent à des brindilles consiste à simuler la mort ( catalepsie), où l’insecte entre dans un état immobile qui peut être maintenu pendant une longue période. Les habitudes alimentaires nocturnes des adultes aident également Phasmatodea à rester caché des prédateurs. ^[136]

Une autre défense qui utilise souvent la couleur ou la forme pour tromper les ennemis potentiels est le mimétisme . Un certain nombre de longicornes (famille des Cerambycidae) ont une ressemblance frappante avec les guêpes , ce qui les aide à éviter la prédation même si les coléoptères sont en fait inoffensifs. ^[134] Les complexes de mimétisme Batesian et Müller se trouvent couramment chez les Lépidoptères. Le polymorphisme génétique et la sélection naturelle donnent lieu à des espèces autrement comestibles (le mimique) gagnant un avantage de survie en ressemblant à des espèces non comestibles (le modèle). Un tel complexe de mimétisme est appelé Batesian . L’un des exemples les plus célèbres, où le papillon vice -roiOn a longtemps cru qu’il s’agissait d’un imitateur batésien du monarque immangeable , a ensuite été réfuté, car le vice-roi est plus toxique que le monarque, et cette ressemblance est maintenant considérée comme un cas de mimétisme müllérien. ^[133] Dans le mimétisme müllérien, les espèces non comestibles, généralement au sein d’un ordre taxonomique, trouvent avantageux de se ressembler afin de réduire le taux d’échantillonnage par les prédateurs qui ont besoin de se renseigner sur l’incomestibilité des insectes. Les taxons du genre toxique Heliconius forment l’un des complexes müllériens les plus connus. ^[137]

La défense chimique est une autre défense importante trouvée parmi les espèces de coléoptères et de lépidoptères, généralement annoncée par des couleurs vives, comme le papillon monarque . Ils obtiennent leur toxicité en séquestrant les produits chimiques des plantes qu’ils mangent dans leurs propres tissus. Certains lépidoptères fabriquent leurs propres toxines. Les prédateurs qui mangent des papillons et des mites venimeux peuvent tomber malades et vomir violemment, apprenant à ne pas manger ces types d’espèces; c’est en fait la base du mimétisme müllérien. Un prédateur qui a déjà mangé un lépidoptère venimeux peut éviter d’autres espèces avec des marques similaires à l’avenir, sauvant ainsi de nombreuses autres espèces également. ^[138] Quelques carabesde la famille des Carabidae peuvent pulvériser des produits chimiques depuis leur abdomen avec une grande précision, pour repousser les prédateurs. ^[134]

Pollinisation

Abeille européenne transportant du pollen dans un panier à pollen vers la ruche

La pollinisation est le processus par lequel le pollen est transféré dans la reproduction des plantes, permettant ainsi la fécondation et la reproduction sexuée . La plupart des plantes à fleurs nécessitent un animal pour effectuer le transport. Alors que d’autres animaux sont inclus comme pollinisateurs, la majorité de la pollinisation est effectuée par des insectes. ^[139] Parce que les insectes reçoivent généralement des avantages pour la pollinisation sous la forme de nectar riche en énergie, c’est un grand exemple de mutualisme . Les divers traits floraux (et leurs combinaisons) qui attirent différemment un type de pollinisateur ou un autre sont connus sous le nom de syndromes de pollinisation.. Celles-ci sont nées d’adaptations plantes-animaux complexes. Les pollinisateurs trouvent les fleurs grâce à des colorations lumineuses, y compris des phéromones ultraviolettes et attractives . L’étude de la pollinisation par les insectes est connue sous le nom d’ anthécologie .

Parasitisme

De nombreux insectes sont des parasites d’autres insectes tels que les guêpes parasitoïdes . Ces insectes sont appelés parasites entomophages . Ils peuvent être bénéfiques en raison de leur dévastation des ravageurs qui peuvent détruire les cultures et autres ressources. De nombreux insectes ont une relation parasitaire avec les humains comme le moustique. Ces insectes sont connus pour propager des maladies telles que le paludisme et la fièvre jaune et à cause de cela, les moustiques causent indirectement plus de décès d’humains que tout autre animal.

Relation aux humains

Comme nuisibles

Aedes aegypti , un parasite, est le vecteur de la dengue et de la fièvre jaune

De nombreux insectes sont considérés comme nuisibles par les humains. Les insectes communément considérés comme nuisibles comprennent ceux qui sont parasites ( par exemple , les poux , les punaises de lit ), transmettent des maladies ( moustiques , Mouches ), endommagent les structures ( termites ) ou détruisent les produits agricoles ( criquets , charançons ). De nombreux entomologistes sont impliqués dans diverses formes de lutte antiparasitaire, comme dans la recherche d’entreprises pour produire des insecticides , mais s’appuient de plus en plus sur des méthodes de lutte biologique contre les ravageurs., ou biocontrôle. La lutte biologique utilise un organisme pour réduire la densité de population d’un autre organisme, le ravageur, et est considérée comme un élément clé de la lutte antiparasitaire intégrée . ^{[140] [141]}

Malgré les efforts considérables déployés pour lutter contre les insectes, les tentatives humaines de tuer les ravageurs avec des insecticides peuvent se retourner contre eux. S’il est utilisé avec négligence, le poison peut tuer toutes sortes d’organismes dans la région, y compris les prédateurs naturels des insectes, tels que les oiseaux, les souris et d’autres insectivores. Les effets de l’utilisation du DDT illustrent comment certains insecticides peuvent menacer la faune au-delà des populations prévues d’insectes nuisibles. ^{[142] [143]}

Dans des rôles bénéfiques

Parce qu’ils aident les plantes à fleurs à polliniser de manière croisée , certains insectes sont essentiels à l’agriculture. Cette abeille mellifère européenne butine tandis que le pollen s’accumule sur son corps. Un robberfly avec sa proie, un syrphe . De telles relations insectivores aident à contrôler les populations d’insectes.

Bien que les insectes nuisibles attirent le plus l’attention, de nombreux insectes sont bénéfiques pour l’ environnement et les humains . Certains insectes, comme les guêpes , les abeilles , les papillons et les fourmis , pollinisent les plantes à fleurs . La pollinisation est une relation mutualiste entre les plantes et les insectes. Comme les insectes recueillent le nectar de différentes plantes de la même espèce, ils répandent également le pollen des plantes dont ils se sont précédemment nourris. Cela augmente considérablement la capacité des plantes à polliniser de manière croisée , ce qui maintient et peut-être même améliore leur forme évolutive.. En fin de compte, cela affecte les humains, car il est essentiel pour l’agriculture d’assurer des cultures saines . De même que les fourmis de pollinisation aident à la distribution des graines des plantes. Cela aide à répandre les plantes, ce qui augmente la diversité végétale. Cela conduit à un meilleur environnement global. ^[144] Un grave problème environnemental est le déclin des populations d’ insectes pollinisateurs, et un certain nombre d’espèces d’insectes sont maintenant cultivées principalement pour la gestion de la pollinisation afin d’avoir suffisamment de pollinisateurs dans le champ, le verger ou la serre au moment de la floraison . ^{[145] : 240–243} Une autre solution, comme le montre le Delaware, a été d’élever des plantes indigènes pour aider à soutenir les pollinisateurs indigènes comme L. vierecki . ^[146]

La valeur économique de la pollinisation par les insectes a été estimée à environ 34 milliards de dollars aux États-Unis seulement. ^[147]

Produits fabriqués par les insectes . Les insectes produisent également des substances utiles comme le miel , la cire , la laque et la soie . Les abeilles mellifères sont cultivées par les humains depuis des milliers d’années pour le miel, bien que les contrats pour la pollinisation des cultures deviennent de plus en plus importants pour les apiculteurs . Le Ver à soie a grandement influencé l’histoire humaine, car le commerce de la soie a établi des relations entre la Chine et le reste du monde.

Lutte antiparasitaire . Les insectes insectivores , ou les insectes qui se nourrissent d’autres insectes, sont bénéfiques pour les humains s’ils mangent des insectes qui pourraient causer des dommages à l’agriculture et aux structures humaines. Par exemple, les pucerons se nourrissent des cultures et causent des problèmes aux agriculteurs, mais les coccinelles se nourrissent de pucerons et peuvent être utilisées comme moyen de réduire considérablement les populations de pucerons nuisibles. Alors que les oiseaux sont peut-être des prédateurs plus visibles des insectes, les insectes eux-mêmes représentent la grande majorité de la consommation d’insectes. Les fourmis aident également à contrôler les populations animales en consommant de petits vertébrés. ^[148] Sans prédateurs pour les contrôler, les insectes peuvent subir des explosions de population presque imparables .^{[37] : 328–348 [37] : 400 [149] [150]}

Utilisations médicales . Les insectes sont également utilisés en médecine, par exemple les larves de Mouches ( asticots ) étaient autrefois utilisées pour traiter les plaies afin de prévenir ou d’arrêter la gangrène , car elles ne consommaient que de la chair morte. Ce traitement trouve une utilisation moderne dans certains hôpitaux. Récemment, les insectes ont également attiré l’attention en tant que sources potentielles de médicaments et d’autres substances médicinales. ^[151] Les insectes adultes, tels que les grillons et les larves d’insectes de toutes sortes, sont également couramment utilisés comme appâts de pêche. ^[152]

Dans la recherche

La mouche commune des fruits Drosophila melanogaster est l’un des organismes les plus largement utilisés dans la recherche biologique.

Les insectes jouent un rôle important dans la recherche biologique. Par exemple, en raison de sa petite taille, de sa courte durée de génération et de sa fécondité élevée , la mouche commune des fruits Drosophila melanogaster est un organisme modèle pour les études sur la génétique des eucaryotes supérieurs . D. melanogaster a joué un rôle essentiel dans les études sur des principes tels que la liaison génétique , les interactions entre les gènes , la génétique chromosomique , le développement , le comportement et l’ évolution . Parce que les systèmes génétiques sont bien conservés chez les eucaryotes, la compréhension des processus cellulaires de base commeLa réplication ou la transcription de l’ADN chez les Mouches des fruits peut aider à comprendre ces processus chez d’autres eucaryotes, y compris les humains. ^[153] Le génome de D. melanogaster a été séquencé en 2000, reflétant le rôle important de l’organisme dans la recherche biologique. Il a été découvert que 70% du génome de la mouche est similaire au génome humain, soutenant la théorie de l’évolution. ^[154]

Comme nourriture

Dans certaines cultures, les insectes, en particulier les cigales frites , sont considérés comme des mets délicats , alors qu’ailleurs, ils font partie de l’alimentation normale. Les insectes ont une teneur élevée en protéines pour leur masse, et certains auteurs suggèrent leur potentiel en tant que source majeure de protéines dans l’ alimentation humaine . ^{[37] : 10–13} Dans la plupart des pays du premier monde, cependant, l’ entomophagie (la consommation d’insectes) est tabou . ^[155] Puisqu’il est impossible d’éliminer les insectes nuisibles de la chaîne alimentaire humaine, les insectes sont présents par inadvertance dans de nombreux aliments, en particulier les céréales. La sécurité alimentaireles lois de nombreux pays n’interdisent pas les parties d’insectes dans les aliments, mais limitent plutôt leur quantité. Selon l’ anthropologue matérialiste culturel Marvin Harris , la consommation d’insectes est taboue dans les cultures qui ont d’autres sources de protéines telles que le poisson ou le bétail.

En raison de l’abondance d’insectes et d’une préoccupation mondiale concernant les pénuries alimentaires, l’ Organisation des Nations Unies pour l’ alimentation et l’agriculture considère que le monde devra peut-être, à l’avenir, considérer les perspectives de consommation d’insectes comme un aliment de base. Les insectes sont connus pour leurs nutriments, ayant une teneur élevée en protéines, minéraux et graisses et sont consommés par un tiers de la population mondiale. ^[156]

Comme flux

Plusieurs espèces d’insectes telles que la mouche soldat noire ou la mouche domestique sous leurs formes d’ asticots , ainsi que des larves de coléoptères telles que les vers de farine peuvent être transformées et utilisées comme aliments pour les animaux d’élevage tels que les poulets, les poissons et les porcs. ^[157]

Dans d’autres produits

Les larves d’insectes (c’est-à-dire les larves de Mouches soldats noires ) peuvent fournir des protéines , de la graisse et de la chitine . La graisse est utilisable dans l’industrie pharmaceutique ( cosmétique , ^[158] tensioactifs pour gel douche) – remplaçant ainsi d’autres huiles végétales comme l’huile de palme . ^[159]

En outre, de l’huile de cuisson d’insectes, du beurre d’insectes et des alcools gras peuvent être fabriqués à partir d’insectes tels que le super ver ( Zophobas morio ). ^{[160] [161]}

Comme animaux de compagnie

De nombreuses espèces d’insectes sont vendues et gardées comme animaux de compagnie . Il existe même des magazines spécialisés pour les amateurs tels que “Bugs” (maintenant abandonnés). ^[162]

Dans la culture

Les scarabées détenaient un symbolisme religieux et culturel dans l’ ancienne Égypte , la Grèce et certaines cultures chamaniques de l’Ancien Monde. Les anciens Chinois considéraient les cigales comme des symboles de renaissance ou d’immortalité. Dans la littérature mésopotamienne , le poème épique de Gilgamesh a des allusions à Odonata qui signifient l’impossibilité de l’immortalité. Chez les Aborigènes d’ Australie des groupes linguistiques Arrernte , les fourmis à miel et les larves de sorcières servaient de totems de clan personnels. Dans le cas des hommes-broussailles ‘San’ du Kalahari , c’est lemante religieuse qui a beaucoup d’importance culturelle, y compris la création et la patience zen dans l’attente. ^{[37] : 9}

Voir également

• Écologie chimique
• Défense chez les insectes
• Entomologie
• Ethnoentomologie
• Animaux volants et planeurs
• Biodiversité des insectes
• Écologie des insectes
• Maladies transmises par les insectes
• Insectes préhistoriques
• Douleur chez les invertébrés

Portails : Insectes Arthropodes Animaux La biologie Chimie Écologie Agriculture

Remarques

1. ↑ Le Musée de Nouvelle-Zélande note que “dans la conversation de tous les jours”, le bogue “fait référence aux arthropodes terrestres avec au moins six pattes, tels que les insectes, les araignées et les mille-pattes”. ^[12] Dans un chapitre sur les “Bugs That Are Not Insects”, l’entomologiste Gilbert Walbauer précise les mille-pattes, les mille-pattes, les arachnides (araignées, daddy longlegs , scorpions, acariens , aoûtats et tiques) ainsi que les quelques crustacés terrestres ( cloportes et cloportes ) , ^[13] mais soutient que “l’inclusion des créatures sans pattes telles que les vers, les limaces et les escargots parmi les insectes étire trop le mot”. ^[14]

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Wikisource has the text of the 1911 Encyclopædia Britannica article “Insect“.

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• Insect Morphology Overview of insect external and internal anatomy
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• UF Book of Insect Records
• InsectImages.org 24,000 high resolution insect photographs
• BBC Nature: Insect news, and video clips from BBC programmes past and present.
• The Nature Explorers Many insect video clips.