Biologie de l'insecte

Thèmes abordés

Biologie de l'insecte, anatomie, biodiversité, service écosystémique, ravageurs, organismes nuisibles, insectes broyeurs, physiologie, pollinisateurs, prédateurs, changement climatique

Résumé du document

Les ravageurs sont un organisme animal nuisible, en prédation sur les cultures agricoles ou autre, avec une notion anthropocentrique. Ils concernent cinq embranchements arthropodes, mollusques, mammifères, nématodes, oiseaux. Les insectes broyeurs sont des espèces vivant hors de la plante. Ils coupent les tiges, broutent le limbe, rongent fruits et graines...

Extraits

[...] ) Décomposeurs : Transforment la matière organique morte (nécromasse) Insectes décomposeurs = Insectes détritivores, coprophages et nécrophages II)Phisiologie Les insectes font partie des arthropodes, ont un corps articulé, un exosquelette chitineux rigide, Sous embranchements des euarthtopodes : → Chélicérates : Pas d'antenne, corps en 2 parties paires d'appendices, 1ere paire appelée chélicères, 2eme paire pédipalpes (limules, araignées de mer . [...]

[...] Biologie de l'insecte I)Insecte d'importance agronomique A)Ravageurs Ravageurs = Organisme animal nuisible, prédation sur les cultures agricoles ou autre, notion anthropocentrique Concerne 5 embranchements arthropodes, mollusques, mammifères, nématodes, oiseaux Insectes broyeurs : Espèces vivant hors de la plante → Coupent les tiges, broutent le limbe, rongent fruits et graines . [...]

[...] Espèces vivant dans la plante (espèces mineuses) → Majeure partie de la vie larvaire à l'intérieur du végétal en s'abritant et se nourrissant Insectes piqueurs-suceurs : Perforent les tissus des organes végétatifs, aspirent la sève et s'en nourrissent Action spoliatrice, mécanique, toxique et infectieuse B)Auxiliaires Pollinisateurs (pollinisation entomophile) → Importance économique de la pollinisation Parasites et prédateurs de ravageurs Parasitoïdes → Hyménoptères et diptères, pondent leur œufs dans/sur un insecte hôte qui finira par mourir, endophage se développe à l'intérieur, ectophage à l'extérieur C)Insectes décomposeurs (coléoptères, mouches . [...]

[...] ) → Arachnides : Respiration aérienne, pas de métamorphose (sauf acariens) Les insectes sont catégorisés parmi les arthropodes par leur corps divisés en 3 parties (tête, thorax, abdomen), ils portent des antennes, des yeux et des pièces buccales qui peuvent être de type broyeur (paire de mandibules, coccinelles) ou de type piqueur/lécheur (rostre ou trompe, papillons, mouches) Ils portent un exosquelette imperméable appelé cuticule, permet croissance limitée, l'animal est enfermé et ne peut pas croître tant qu'il ne se débarrasse pas de sa mue Suivant le régime alimentaire les cellules intestinales sont différentes Appareil excréteur : Tube de Malpighi (système excréteur), présent le long du corps pour drainer les déchets Système nerveux : Double chaîne ganglionnaire ventrale, un cerveau et un ganglion sous-oesophagien innervant les pièces buccales Système respiratoire : Formé de stigmates et de trachées pour acheminer l'oxygène jusqu'aux cellules Système circulatoire : Système ouvert, les organes sont dans une cavité (l'hémocoele) et baigne dans un liquide (l'hémolymphe), l'hémolymphe est mise en circulation par un gros vaisseau dorsal (sorte de cœur) et pénètre par des ouvertures dans ces élargissements et est ensuite pompé vers la tête Fonction de l'hémolymphe : Lubrifiant, milieu hydraulique, transfert de la chaleur, protecteur, possède une fraction liquide et cellulaire -Fraction liquide : Plasma → Eau, acides organiques, polysaccharides, lipides, AA, protéines, pigments, gaz -Fraction cellulaire : Les Hémocytes → Homéostasie, coagulation, détoxification, phagocytose, cicatrisation, encapsulement, production de peptides antimicrobiens Corps gras : Les cellules synthétisent et stockent les protéines, sucres et lipides, rôle important dans les métabolismes primaire et intermédiaire Reproduction : Appareil génital interne (gonades, gonoductes et conduit médian), appareil génital externe extodermique (formations appendiculaires ou gonopodes), via transfert de sperme et dépôts des œufs -Appareil génital femelle : -Spermathèque/réceptacle séminaux -Survie des spermatozoïdes dans les réceptacles varie de quelques heures à quelques mois -Glandes accessoires riches en protéines -Gonopodes portés par les 8 et 9ème segts abdominaux autour de l'orifice femelle -Chez les groupes évolués les gonopodes disparaissent -Appareil génital mâle : testicules ou ampoules testiculaires -Faisceaux d'ampoules dont le nombre varie selon les espèces spermiductes latéraux conduit médian -Les glandes annexes peuvent être au nombre de 1 ou n paires -Absence chez certaines espèces Sécrétions : -Facilitent l'insémination -Activent les spermatozoïdes -Forment le spermatographe (bouchon de rétention du sperme) -Stimulent la vitellogenèse -Phallus articulé par le 9 et 10eme segts abdominaux renforcés par les sclérites -Gonopodes protactiles permettant la rétention de la femelle Parthéogenèse : Œuf vierge qui se développe sans fertilisation par un spermatozoïde Parthénogenèse provoquée → Individus non viables Parthénogenèse accidentelle : Thélytoque → Œuf qui devient uniquement Femelle (coccidies, acrididae) Arrhénotoque → Mâle (hyménoptères, hémiptères, coléoptères) Deutérotoque → Mâles et femelles (lépidoptères) Paedogenèse : Parthénogenèse particulière chez la lave mais pas chez l'adulte, les œufs se développent dans le corps de la larve Polyemdryonie : Multiplication asexuée apparaît de manière occasionnelle chez les insectes parasites hyménoptères III)Anatomie générale des insectes A)Les antennes -Appendices paires articulés -Disposition symétrique -Articles pourvus de muscles vers la base -Articles apicaux forment le flagelle ou soudés formant une massure -Rôle essentiellement olfactif riche en chimiorécepteurs -Formes différentes utilisées pour la reconnaissance des familles d'insectes Elles sont munies de nombreux récepteurs sensoriels → Récepteurs olfactifs, sensibles à l'humidité, auditifs, permettant d'évaluer la vitesse du vent, peuvent servir pour le contact, à communiquer B)Thorax -Prothorax, Mésothorax, Métathorax -Chez les ailés les 2 derniers présentent une extension sclérites : Dorsales (notum) latéraux (pleures), ventrale ( sernum) C)Les pattes -Articulées et portées par 3 segments thoraciques -Terminées par des tarses à 5 articles) et le dernier acropode portant des griffes -Acropode est utilisé en classification avec des griffes bifides ou pectinées -Adaptations pattes postérieures sauteuses (orthoptères) Antérieures fouisseuses Palettes natatoires (dytiques) Pattes préhensives (mantes religieuses) -Coxa = Hanche, directement reliée au thorax -Trochanter peut être divisé en 2 -Fémur et tibia 3eme et 4ème segment -Tarse : Appendice de l'extrémité articulé et mobile (tarsomères 2 à C)Les yeux -Yeux composés formés d'unités → Les ommatidies -Chaque ommatidie ne peut couvrir qu'un point restreint du champ visuel, le cerveau reconstitue l'image à partir de l'ensemble des points -Ocelles : Dorsales : Œil simple présent chez les larves et adultes non holométaboles, de 0 à 4 ocelles, fonction peu connue, visuelle -Stemmates : Ocelles latérales : Observée chez les larves d'holométaboles, formant un groupe de part et d'autre de la tête, le nombre de stemmate est variable, bien développés chez les chenilles et larves prédatrices D)Pièces buccales Variables en fonction des ordres, du régime alimentaire, du stade de développent Pièces buccales type broyeur (orthoptères) : -Lèvre supérieure labre ou labrum : Évagination de téguments sous le clypeus se différencie en épipharyx -Paire de mandibules : Appendices sclérifiés -Une paire de maxilles pour les broyeurs : Organe de mastication Pièces buccales de type piqueur suceur -Mandibules et maxilles transformées en stylet renfermé dans un étui : Le labium Mandibules → 2 stylets Maxilles → 2 canaux alimentaire et salivaire -Le stylet est formé de la fusion du labium et des maxilles -Labium long chez les iménopères -Absence de palpes E)Les ailes -Divisées en cellules -Avec beaucoup de nervures ayant des nomenclatures particulières -Appendices membraneux -Nombre de sauf diptères (la 2ème paire est transformée en balanciers utilisés pour équilibrer le vol) -La taille d'une cellule peut être un caractère de distinction entre espèces -Articulations grâce des sclérites axillaires -Longitudinales (portant des macrochètes = soies) et transverses (microchètes) IV)Le cycle de vie des insectes Amétaboles → Les larves sont identiques à l'adulte, pas de métamorphose Holométaboles → Métamorphose complète, gros changements des insectes, la dernière mue larvaire (nymphale) donne une nymphe inactive (pas de déplacement ni de nutrition) = Nymphose La nymphe se métamorphose ensuite en un adulte très différent de la larve, chez les lépidoptères la nymphe est appelée chrysalide et s'entoure souvent d'un cocon de soie, chez les diptères la nymphe est appelée pupe Hétérométaboles → Larves ressemblent à l'adulte mais vit de grosses modifications Paurométaboles → Larves ayant le même régime alimentaire et le même mode de vie que l'adulte (orthoptères, hémiptères, isoptères ) Hémimétaboles → Larves aquatiques (naïade) avec un mode de vie et un milieu de vie très différent de l'adulte qui vit en milieu terrestre (odonates, plécoptères, éphéméroptères) Types de larves : -Éruciformes : Chenilles avec tête visible et 3 paires de pattes thoraciques, présence de pseudopodes (fausses pattes abdominales), lépidoptère, mécoptères, hyménoptères symphytes -Scarabéiformes : Tête et pattes thoraciques bien développées, pas de pseudopodes, pas d'yeux ni d'ocelles, corps généralement courbé, peu mobile, généralement dans le sol, certains coléoptères -Campodéiformes : 3 paires de pattes thoraciques, corps allongé et peu aplati, antennes et cerques (parfois), actif (Neuroptères, trichoptères, nombreux coléoptères) -Vermiformes : Pas de pattes, tête parfois bien développée ou parfois non visible(diptères, siphonaptères, hyménoptères, certains coléoptères et lépidoptères) -Élatériformes : Corps allongé, cylindrique, sclérifié, pattes courtes (certaines coléoptères) Types de nymphes : -Nymphe libre (exarate) → Appendices bien visibles, la plupart des insectes à métamorphose complète (sauf diptères et lépidoptères) -Chrysalide/momie (obtectée) → Appendices collés au corps, lépidoptères et certains diptères -Pupe (coarctée) → Recouvert de l'exosquelette de la dernière mue, diptères IV)Identification des principaux ordres Entognathes : Pièces buccales internalisées, aptères, collemboles, protoures, diploures A)Insectes vrais Parmi les ectognathes : Aptérygotes : Poissons d'argent ou 3 longs appendices caudaux, antennes longues B)Sous classe des Ptérygotes : Insectes ailés En fonction des ailes et du degré de métamorphose ils se divisent en : -Exoptérygotes : Les larves ressemblent aux adultes, les ailes apparaissent lors du stade nymphal, la nymphe se développe sans passer par une métamorphose complète -Endoptérygotes : Principalement holométaboles, les ailes apparaissent après une métamorphose Infra-classe des paléoptères : Ordre des Ephéméroptères : Les ailes ne peuvent pas se replier, le long du corps ce qui le rend vulnérables, plus vieux groupe d'insectes ailés, adultes sans pièces buccales, durée de vie réduite, vie en état larvaire de 1 à 3 ans à 3 filaments caudaux Ordre des Odonates : Ailes ne se replient pas le long du corps Ordre des Plécoptères : Volent peu et mal, antennes longues, nombreux segments, abdomen prolongé par 2 cerques Ordre des Orthoptères : Pièces buccales broyeur, ailes antérieures longues et opaques, présence de cerques Ordre des Dermaptères : Ailes antérieures courtes et cornées (élytres), abdomen prolongé par 2 cerques en forme de pinces, (pince oreilles) Super ordre des Dictyoptères : 3 ordres : Blatoptères, Mantoptères, Isoptères Divers caractères : Pièces buccales broyeur, tarse de 5 articles, ailes antérieures en élytre, aile postérieure membraneuse repliable Ordre des isoptères : Ailes antérieures identiques aux postérieures (lorsqu'elles sont présentes), pas de rétrécissement entre thorax et abdomen, (termites) Ordre des Thysanoptères : Ailes étroites frangées de soies, moins de 5mm, pièces buccales piqueur/suceur, herbivores en général, (thrips) Ordres des Hémiptères : Pièces buccales piqueur-suceur, ailes antérieures colorées ou plus ou moins opaques chez la plupart des homoptères, translucides chez les cigales et pucerons Sous-ordre des Hétéroptères : Ailes antérieures moitié cornées et moitié membraneuses, ailes peu apparentes voir absentes, corps aplati, (patineurs, punaises de lit, gendarmes) Sous ordre des Sternorrhyncha : Antennes généralement longues, tarses à 1 ou 2 articles, souvent immobiles et sédentaires, (cochenilles, pucerons, aleurodes) Sous ordre des Auchenorrhyncha : Antennes courtes, tarses à 3 articles, rostre à l'arrière de la tête, actifs libres et sauteurs, (cigales, cicadelles) Ordre des Coléoptères : Ailes postérieures cornées et opaques (élytres) recouvrants les ailes postérieures, pièces buccales broyeur, les élytres ne recouvrent pas totalement l'abdomen Ordre des Hyménoptères : Ailes antérieures un peu plus grandes que les postérieures, les ailes antérieures sont reliées aux postérieures par une série de petit crochets Ordres des Lépidoptères : Ailes opaques recouverts de petites écailles, pièce buccales en forme de tube enroulé (trompe), papillons Ordres des Diptères : 1 seule paire d'ailes, la 2eme est réduite à de petits balanciers V)Les insectes et les Hommes des espèces d'insectes sont nuisibles Bénéfices : Pollinisateur, apiculture, sériculture, fermes d'insectes, contrôle biologique, comestibles, médecine, bioindicateurs, production de résine, colorant et encres Insectes en biotechnologie : Biotechnologie = Pratique qui utilise des organismes vivants 1 – Contrôle des insectes ravageurs de cultures PGM = Plantes transgéniques résistantes aux insectes 2 – Outils dérivés des insectes utilisés en biotechnologie Expression de protéines dans des cellules d'insectes 3 – Gènes dérivés d'insecte en biotechnologie Les luciférases = Lucioles qui font de la lumière → Introduction de gènes → Souris luminescente 4 – Technique d'insecte stérile (SIT) Pour le contrôle des populations d'insectes : Production de mâles stériles VI)Biodiversité et biologie de la conservation A)Génétique Diversité génétique : Variation génétique au sein des espèces La survie à long terme et le succès dépendent pour une grande partie de sa variabilité génétique Corrélation entre fitness et variabilité génétique Variabilité génétique → Meilleure réponse à des environnements changeants Fondamental pour adaptation et spéciation Espèce = Groupe de populations naturelles, interfécondes et qui sont isolés d'un point de vue génétique d'autres groupes similaires Barcoding moléculaire : Technique récente de taxonomie moléculaire (à partir d'un gène du génome mitochondrial) Diversité écosystémique : Des écosystèmes et biomes présents sur Terre (biosphère) formés de communautés d'espèces variées, qui ont des caractéristiques et des propriétés propres à chaque écosystème 4 ordres représentent presque la totalité de la diversité répertoriée des insectes : Coléoptères, Lépidoptères, Diptères, Hyménoptères B)Règles de distribution de la biodiversité -Relation espèce-latitude → Beaucoup d'espèces au centre des latitudes -Relation espèce-énergie → Plus il y a d'énergie dans l'écosystème, plus la biodiversité est forte -Relation temps-aire-espèce → Plus l'écosystème est grand et ancien, plus il y a d'espèces -Relation fonction de l'altitude -Endémisme Point chaud : Endroit fixe sur Terre où le manteau a une température supérieure aux autres endroits, activités volcaniques à cet endroit, comme il y a dérive des plaques on a création d'un alignement de volcans à la surface terrestre Richesse spécifique : Nombre d'espèce dans un habitat donné à un instant T Indice de Shannon : Varie entre 0 et ln(S) = 1 espèce dominante) Indice d'équitabilité : Mesure l'équi-répartition des espèces VII)Biodiversité et service écosystémique Théorie des rivets : + d'espèces → + de fonctions dans les écosystèmes Théorie de la redondance fonctionnelle : Espèces redondantes permettent de remplacer les espèces abondantes et assurent les mêmes fonctions Plus biodiversité importante plus les réseaux trophiques sont imbriqués, plus il y a d'interactions durables entre espèces → Stabilité de l'écosystème Transferts de matière et d'énergie (services de support et de régulation) Les insectes font partie de différents maillons de réseaux alimentaire, avec une grande part de consommateurs primaires Dégradation et recyclage de la matière organique (services de support) → Caprophages, Nécrophages Pollinisation : Service essentiel pour la biodiversité végétale et pour l'agriculture (services directs, de régulation) → Hyménoptères, Lépidoptères, Diptères, Coléoptères Contrôle biologique : Régulation des consommateurs primaires et ravages des cultures (services directs, de régulation) → Prédateurs généralistes, prédateurs spécialistes → Lutte biologique des conservations VIII)Facteurs d'érosion de la biodiversité A)La destruction et la fragmentation des milieux Généralement liées aux activités économiques : Urbanisation, industrie, agriculture Fragmentation élimine les espèces rares et spécialistes → Banalisation des espèces (par augmentation des effets lisières) Les fragments peuvent devenir des zones de refuges pour la biodiversité mais dette d'extinction (disparition retardée des espèces) B)La destruction et la fragmentation des milieux Liées à la pauvreté, cas de Madagascar : -Point chaud mondial de la diversité d'endémisme -Gravement menacé par la déforestation -Conséquences : Destruction de la biodiversité, érosion, désertification, famine C)Introduction d'espèces → 2eme cause de perte de biodiversité mondiale, 1er dans les milieux insulaires Les espèces introduites envahissantes modifient les écosystèmes et réduisent considérablement la biodiversité avec parfois des disparitions en cascade Les introductions sont volontaires ou involontaires et fortement corrélées avec les échanges commerciaux et la mondialisation Ex : Drosophile à ailes tachetées Niche trophique très large, pas d'ennemis naturels, Originaire d'Asie, invasion en Europe et aux USA Envahissent les milieux cultivés → Ravageurs de fruits rouges D)Changement climatique Les espèces pourront s'adapter/migrer/disparaître Certaines espèces vont disparaître car incapables de s'adapter ou de migrer (ex : Milieux insulaires contenant de nombreuses espèces endémiques) Disparition d'habitats → Disparition d'espèces (ex : Tourbières) Vers une nouvelle extinction de masse ? 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