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42 - Un TP, un article: 1001 pattes

 

Et c’est fini pour cette série de billets sur la métamorphose, la respiration et la locomotion des insectes. J’espère que ça vous aura plu et que vous en avez pas déjà plein les pattes!

 

 

LIENS :


• Aramel: LE site de l’entomologie!

 

• Article Not Exactly Rocket Science

 

RÉFÉRENCE :

 

• Burrows & Sutton. 2012. Pygmy mole crickets jump from water. Current Biology 22: R990

 

 

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40 - Un TP, un article: 1001 pattes

40 - Un TP, un article: 1001 pattes | EntomoScience | Scoop.it

 

Et puis je ne résiste pas à la tentation de vous reparler du mode de propulsion des larves de libellules.

 

(Larve de libellule)

 

Si vous vous rappelez bien, les larves de libellules sont capables de respirer sous l’eau à l’aide de trachéobranchies… cachées dans leur rectum. Pour respirer, elles pompent donc de l’eau par le rectum dans une cavité appelée l’ampoule rectale. Elles peuvent contrôler le flux et la pression du jet d’eau qui sort par le rectum si bien qu’elles peuvent utiliser ce système pour se propulser! Des vraies fusées à eau!

 

 

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36 - Un TP, un article: 1001 pattes

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Observez la différence entre les pattes antérieures et postérieures! D’abord chez Agabus didymus:

 

(Agabus didymus)

 

(Pattes d'Agabus didymus)

 

 

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34 - Un TP, un article: 1001 pattes

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Waterworld

 

Dernier type de locomotion de notre série: la nage! Et pas de la brasse comme Polyrhachis sokolova mais de la vraie plongée! Comme je vous l’avais expliqué dans mon article sur la respiration des insectes, le fait qu’ils utilisent un système de trachée restreint leurs possibilités de visiter le monde aquatique. Mais nombreuses sont les espèces qui emportent des réserves d’oxygène et peuvent ainsi rester longtemps sous l’eau. Il y a par exemple la notonecte, qui nage sur le dos:

 

(Notonecte)

 

 

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32 - Un TP, un article: 1001 pattes

 

Autre paradoxe, cette espèce, qui parfois pose le bout de ses 6 pattes sur l’eau, ne patine pas à la surface: elle bondit, comme ses cousines les sauterelles… mais sur l’eau!

 

(Jumping on Water: Watch a Mole Cricket Leap)

 

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30 - Un TP, un article: 1001 pattes

 

Et pour patiner, comment qu’on fait? C’est sioux les amis! Les pattes médianes vont servir d’avirons et les pattes arrières de gouvernail. Les tibias des pattes médianes frappent rapidement la surface de l’eau pour former une mini vague, puis le gerris utilisent ses griffes pour accrocher la crête de cette mini vague et se propulser vers l’avant. Ca n’a pas l’air efficace comme ça, mais un gerris peut patiner à la vitesse d’1 mètre par seconde! C’est pas Candeloro qui patinerait si bien:

 

(Gerris, la punaise qui marche sur les eaux)

 

 

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28 - Un TP, un article: 1001 pattes

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[C’est bof clair là, non? Bon alors détaillons un peu:]
A chaque fois qu’il y a un plan d’eau, une rivière, un lac, la mer, votre verre à dent, il y a une interface entre l’eau et l’air. A cette interface, les molécules d’eau qui s’attirent entre elles forment une sorte de pellicule du fait qu’elles sont plus attirées vers le reste de leurs petites copines dans l’eau que vers l’atmosphère. Du coup, cela crée une tension (c’est vrai que c’est tendu des molécules d’eau qui restent en groupe comme ça sans vouloir aller voir les molécules gazeuses de l’air…) : une tension superficielle. Cette tension peut exercer une force suffisante pour maintenir à la surface des objets plus denses que l’eau:

 

(Tension superficielle sur un pengo hongrois)

 

Ensuite, les longues pattes des gerris vont leur permettre de répartir au mieux leur poids pour que la tension de surface puisse faire parfaitement effet. Pour se rendre compte de l’importance de la tension de surface, on peut prendre des Gerris, les déposer sur un bol d’eau et y déposer une goutte de savon (dont les tensioactifs vont diminuer la tension de surface de l’eau): le résultat est radical, les gerris se noient au fond de l’eau (Expérience à ne donc PAS REPRODUIRE A LA MAISON, bande de vauriens!)

 

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26 - Un TP, un article: 1001 pattes

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Mais quand on pèse quelques grammes, on a plus de facilités pour tenter sa chance. Du coup, certaines adaptations évolutives ont permis à des insectes de venir patiner gracieusement sur l’eau. Les insectes patineurs les plus connus sont les gerridés (qu’on appelle, souvent mais à tort, araignées d’eau ou puces d’eau alors qu’elles appartiennent au groupe des hémiptères, au même titre que les punaises, les cigales, etc…):

 

(Gerris)

 

 

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Christian Allié's comment, June 29, 2013 3:55 AM
Très instructif et détaillé, merci !
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24 - Un TP, un article: 1001 pattes

 

Allez petite compile de vidéos de ces différents types de vol au ralenti:

 

- Dragon Fly in UltraSlo http://youtu.be/8JUP7aMDUO4

 

- Bugs life xvid.avi http://youtu.be/ZelnJbxTL60

 

- Ladybugs take off - in slow motion (XXL) http://youtu.be/87iV4ISAY5U

 

- Bee complation in UltraSlo motion http://youtu.be/9mfCRiHI4nc

 

- Butterfly Flying in Slow Motion http://youtu.be/6GiYfr0qIR4

 

- High-speed optical tracking of a flying insect http://youtu.be/PIfj2GmRMMA

 

 

Et pour les afficionados d’aéronautique, ‘gadez un peu les turbulences générées par le vol de ce cétoine:

 

(Insect Wing Flutter)

 

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22 - Un TP, un article: 1001 pattes

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Leur vol possède un je ne sais quoi de plus… virevoltant.

 

(Papillon Monarque en vol)

 

 

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20 - Un TP, un article: 1001 pattes

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D’autres insectes comme les coléoptères ou les orthoptères possèdent des premières paires d’ailes modifiées pour abriter et protéger la paire d’aile qui va leur servir à voler. Du coup c’est moins acrobatique comme vol…

 

(Criquet en vol)

 

 

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18 - Un TP, un article: 1001 pattes

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I believe I can Fly

 

Bon, on a vu en détails les insectes qui font scrac scrac scrac… mais qu’en est-il des insectes qui font bzz bzz bzz ? Pour voler, contrairement aux vertébrés, les insectes ne sont pas dotés de pattes modifiées mais de structures indépendantes: 2 paires d’ailes dorsales sur le meso et métathorax (les deux segments arrière du thorax, pour ceux qui suivent pas). Les insectes ailés appartiennent tous au groupe monophylétique des Pterygotes. Ca veut dire qu’ils sont plus proches entre eux que de n’importe quels autres insectes. Mais attention, ça ne veut pas dire que si un insecte n’a pas d’ailes, il n’appartient pas aux Pterygotes. C’est comme avec les tétrapodes sans pattes, certains groupes d’insectes peuvent avoir perdu secondairement leurs ailes, comme la puce illustrée plus haut.
Mais en matière de vol, tous les insectes ne sont pas logés à la même enseigne.

 

(Libellule)

 

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41 - Un TP, un article: 1001 pattes

 

 

Elles peuvent aussi accumuler de la pression hydraulique à l’intérieur de l’ampoule rectale pour déployer leur sorte de mâchoire diabolique, le masque, servant à capturer des proies en un éclair:

 

(Dragonfly larvae hunting backswimmers)

 

Traduction:
Ceci est une larve de libellule, De l’eau est pompée dans l’abdomen à travers une ouverture du dernier segment. Des contractions musculaires permettent le pompage de l’eau. Des trachéobranchies absorbent l’oxygène dissous dans l’eau. Un jet d’eau permet à la larve de nager bien plus vite que si elle effectuait ce mouvement avec ses pattes. L’un des trait physique qui sépare les odonates des autres insectes est leur labium hypertrophié, sorte de mâchoire inférieure.Certaines espèces possèdent des tissus mous bordant le labium et qui joue le rôle de piège lorsque la larve attrape sa proie, comme ici avec une notonecte. Lorsqu’elles ne chassent, ces parties servent à recouvrir les pièces buccales. Les odonates passent la grande partie de leur cycle de vie sous forme larvaire (environ 2 à 3 ans selon la T°C de l’eau et l’espèce). Elles deviendront tout autant voraces à l’état adulte…

 

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37 - Un TP, un article: 1001 pattes

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[Observez la différence entre les pattes antérieures et postérieures! D’abord chez Agabus didymus]

 

Et maintenant chez Notonecta glauca:

 

(Notonecta glauca)

 

(Pattes de Notonecta glauca)

 

 

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35 - Un TP, un article: 1001 pattes

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[Il y a par exemple la notonecte, qui nage sur le dos] et le dytique qui nage sur le ventre

 

(Dytique)

 

Encore un coup de la convergence évolutive, ces deux groupes d’espèces possèdent des pattes arrières très développées et munies de nombreuses et longues soies qui augmentent la surface en contact avec l’eau: ce sont de véritables palettes natatoires (j’avais déjà évoqué le mot en parlant des palettes natatoires pour le membre chiridien des tétrapodes).

 

 

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33 - Un TP, un article: 1001 pattes

 

Encore plus surprenant, les fourmis Polyrhachis sokolova peuvent patiner sur l’eau, voire nager en faisant une brasse à 6 pattes!!!

 

(The Polyrhachis Sokolova)

 

Traduction:
Les fourmis vivent à peu près partout. L’eau qui descend dans cette mangrove d’Australie expose à l’air frais une fourmilière au sein de la boue. A chaque marée basse, les fourmis doivent réparer les dégâts engendrés par le passage de l’eau.Des entrées effondrées doivent être réouvertes, et les tunnels bouchés doivent être dégagés. Maintenant que la boue est déposée, les fourmis doivent collecter la nourriture déposée par la marée. Mais il reste toujours des étendues d’eau à traverser. La tension de surface de l’eau les supporte tandis qu’elles dansent pour la traverser. Parfois, elles nagent ! Et il y a eu effectivement un dépôt de nourriture. Mais la marée crée aussi un problème : elle a effacé les traces de phéromones qui délimitent leur territoire et il n’y a donc pas de limite entre leur espace et celui de fourmilières avoisinantes. L’interrogation d’un inconnu est complexe et détaillée. Qui es-tu ? D’où viens-tu ? Les réponses sont données rapidement et acceptées. Mais quelquefois, il faut se battre pour régler la question… Elles ont peut-être réglé leur désaccord, mais maintenant il y a une menace plus importante et qui les concerne toutes les deux. La marée monte. Elles doivent rejoindre leur fourmilière. Pendant que la marée est haute, les larves et les pupes sont déplacées pour les garder à une température propice à leur développement. Et il faut aussi les déplacer car la fourmilière n’est pas étanche. Plusieurs tunnels sont inondés pendant la marée haute. Il n’y a pas de temps à perdre. Mais l’eau n’atteint pas toutes les parties de la colonie car les fourmis ont construit des chambres en forme de cloche qui stocke des poches d’air et constituent donc des refuges où les adultes et les larves peuvent attendre la fin de la marée.

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31 - Un TP, un article: 1001 pattes

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Certes, les Gerris sont des patineurs hors pair, mais il n’ont pas l’exclusivité de la patimare! Vous vous souvenez des grillons taupes? Et bien certaines espèces de grillons taupes savent également très bien déambuler sur l’eau! Oui oui, malgré leurs pattes avant en forme de pelles et leurs pattes arrière de kangourous!

 

(Xya capensis)

 

Mais alors dans le genre convergence évolutive, je vous raconte pas comment cette espèce, Xya capensis, est un petit bijou paradoxal! Déjà, elle appartient au groupe des Tridactyloidés qui est en fait assez éloigné des grillons-taupes que je vous ai présentés précédemment (qui appartiennent au groupe des gryllotalpidés). Et pourtant, elles ont le même look de sapeurs et creusent des belles galeries quand elles sont sur la terre ferme!

 

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29 - Un TP, un article: 1001 pattes

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En plus, le moindre surplus de poids pourrait compromettre cet équilibre des forces! Et si le gerris venait à être mouillé, ça n’arrangerait pas les choses. Du coup, l’intégralité de son corps est recouvert de milliers de soies hydrofuges par mm⊃2; pour éviter de se mouiller (hydrofuge = anti mouillé). En plus, si le gerris venait à être immergé, les soies emprisonneraient des bulles d’air qui permettraient à l’insecte de rejoindre très vite la surface.
Les soies qui sont à l’extrémité des pattes des gerris sont spécialisées et servent à la fois à l’hydrophobicité et à une augmentation de la surface pour répartir le poids du patineur:

 

(Extrémité de patte de Gerris au MEB)

 

 

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27 - Un TP, un article: 1001 pattes

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Pour patiner ainsi, les gerris profitent de deux phénomènes physiques : la tension de surface de l’eau et l’hydrophobicité des soies qui garnissent leurs pattes.

 

(Gerris)

 

C’est bof clair là, non? Bon alors détaillons un peu:

[suite ci-après]

 

 

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25 - Un TP, un article: 1001 pattes

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 Les rois du patin

Généralement, marcher sur l’eau n’est pas donné à tout le monde…

 

(Et ouais Pierre, t'es pas Jésus!)

 

 

 

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23 - Un TP, un article: 1001 pattes

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Et puis enfin il y a les diptères (mouches et moustiques). Comme leur nom l’indique, les diptères n’ont qu’une seule paire d’ailes. La paire postérieure est toute rabougrie et forme ce qu’on appelle des haltères, et que les diptères utilisent comme gyroscope pour les aider à stabiliser leur vol. Du coup les diptères réalisent des cabrioles aéronautiques très rapidement, ce qui ne facilite pas leur écrabouillage…

 

(Syrphe en vol)

 

 

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21 - Un TP, un article: 1001 pattes

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D’autres insectes ont des ailes de différentes tailles. C’est le cas des hyménoptères (abeilles, guêpes, fourmis) qui ont des ailes accrochées les unes aux autres, et les lépidoptères (papillons) qui ont le plus souvent 2 paires d’ailes de formes bien différentes.

 

(Abeille en vol)

 

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19 - Un TP, un article: 1001 pattes

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Déjà, il y a ceux qui ne peuvent pas replier leurs ailes au repos comme les odonates (les libellules et les demoiselles). Leur vol est assez performant et leur permet de faire du surplace ou encore de voler en arrière (du moonflying quoi).

 

(Libellule)

 

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