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Pendant près d'une décennie, des chercheurs de l'Institut de recherche sur la biologie de l’insecte (IRBI) à Tours ont travaillé sur le rôle des antennes, et notamment celles des papillons. Selon eux, la forme de ces capteurs a une influence sur la perception olfactive et la reproduction. Par Léa Bouquet, 17.11.2021 "Elle peut paraître anecdotique, mais cette avancée est un grand pas pour la connaissance du vivant. Pendant près de dix ans, des chercheurs de l'Université de Tours et du CNRS ont travaillé au sein de l'IRBI (Institut de recherche sur la biologie de l’insecte) sur les caractéristiques des antennes pectinées, qu'on retrouve sur les papillons, les mouches ou encore les coléoptères. Ces organes sensoriels sont généralement présents chez les insectes mâles.
Pour cette étude, les recherches se sont concentrées en particulier sur le papillon de nuit. Mais le fonctionnement des différentes échelles de l'antenne est très complexe. Les scientifiques se sont donc limités à l'unité olfactive, une sous-partie de l'organe, composée d'une branche et d'une grande quantité de poils sensoriels. Ces poils sont notamment sensibles à la présence de phéromones, libérées dans l'air par les femelles : ces dernières jouent un rôle essentiel dans la reproduction de l'espèce. En vol, les antennes des papillons perçoivent mieux les phéromones Les résultats de ces recherches montrent que l'unité olfactive fonctionne de façon optimale lorsque l'insecte est en vol : l'air, chargé en phéromones, a alors plus de facilité à atteindre la partie sensorielle des antennes pectinées. Mais attention, la vitesse de vol de l'insecte a aussi son importance." (...) [Image] via IRBI sur Twitter, 30.10.2020
https://twitter.com/IRBI_Tours/status/1322159394826706946 "Proud of our PhD students @IRBI_Tours. Work from Mourad Jaffar-Bandjee’s PhD now published in PNAS. Work done under the supervision of Prof J Casas in collaboration with T Steinmann from @IRBI_Tours and @utwenteEN. For more info ➡ https://t.co/IXjTOtlH1a #bioinspiration" [Samia cynthia Lepidoptera Saturniidae] ___________________________________________________________________
POUR EN SAVOIR PLUS :
→ (PDF) Insect pectinate antennae maximize odor capture efficiency at intermediate flight speeds
https://www.researchgate.net/publication/344956731_Insect_pectinate_antennae_maximize_odor_capture_efficiency_at_intermediate_flight_speeds
Par Joël Ricci. Air-Journal. « Des chercheurs du Laboratoire national de Los Alamos entraînent actuellement des abeilles capables de détecter des bombes. Ils imaginent des applications dans les zones de contrôle des aéroports. »
« Avec 170 récepteurs olfactifs au bout de leurs antennes contre 62 à des moustiques et 79 pour la mouche, l’abeille se classe dans la catégorie des plus fins limiers pour leur odorat exceptionnel. Qui plus est, l’abeille possède des capacités apprenantes hors du commun chez les insectes, capables qu’elle est d’associer l’odeur de quantités de nectars différents aux fleurs correspondantes. »
« Fort de ce constat connu depuis le début des années 80, les laboratoires nationaux de Los Alamos, du Département de l’Énergie des Etats-Unis, ont imaginé d’en faire des agents de la TSA, l’Agence américaine de sécurité dans les transports aux Etats-Unis. »
[...]
« L’application est évidente et qui plus est économique pour les aéroports, les abeilles étant bien moins chères à entretenir que les chiens (plus de 80 000 euros par chien la première année, 70 000 euros les années suivantes, selon l’un des chercheurs). [...] »
Baptisée du doux nom de «Troglophilus neglectus», l'insecte a été découvert dans une galerie militaire désaffectée de la Deuxième Guerre mondiale dans le Rheintal saint-gallois.
Il cherchait en fait des quartiers d’hiver de chauves-souris. Au lieu de cela, le biologiste René Güttinger a découvert une espèce jusqu’ici inconnue en Suisse de sauterelle [sic] des grottes. Elle vit dans une galerie militaire désaffectée de la Deuxième Guerre mondiale dans le Rheintal saint-gallois.
[Troglophilus neglectus, Orthoptera, Rhaphidophoridae]
Weird antennae: the ant-mugging fly and the phantom midge larva by Matthew Cobb It is a truth universally acknowledged that any communication system can be hijacked and exploited by an external party. I came across this great example from 2009, published on Alex Wild’s old blog PhotoSynthesis, which includes the weirdest antennae I have ever seen in an adult fly. [...]
Les fourmis de feu sont des as en matière de construction de galeries souterraines. Pour percer leurs secrets, des chercheurs les ont observées en train d’en creuser, en laboratoire. Surprise, tous les tunnels verticaux ont un même diamètre qui ne doit rien au hasard : il permet à ces insectes de se rétablir rapidement en cas de chute, y compris à l’aide des antennes s’il le faut ! [...] Liens externes • Pnas : Climbing, falling, and jamming during ant locomotion in confined environments http://www.pnas.org/content/early/2013/05/16/1302428110.abstract • Présentation de Nick Gravish (en anglais) http://www.physics.gatech.edu/~ngravish3/Pages/Home/index.html
Désormais, il faudra sérieusement penser à ce que ressent une abeille… qui vous tire la langue. » Sourire énigmatique aux lèvres, Martin Giurfa, un Argentin d'une quarantaine d'années, directeur du Centre de recherches sur la cognition animale 1, ne plaisante pourtant pas… Son équipe vient de démontrer la corrélation directe entre activité cérébrale et sensation olfactive chez les abeilles, grâce au travail « héroïque » des thésards… et au « training » particulier de plus de 2 000 insectes « On les a entraînées à répondre à une odeur en la présentant à leurs antennes avant de leur administrer en récompense une solution sucrée, explique le chercheur. L'abeille affamée, par réflexe, tire la langue (le proboscis). Très rapidement, elle comprend que l'odeur précède la récompense, et après un ou deux essais seulement, c'est l'odeur seule qui lui fait tirer la langue. » Apprentissage pavlovien…
Des chercheurs belges et hollandais viennent de démontrer, dans la revue Ecology Letters, que les phéromones sexuelles permettent une communication très subtile entre les animaux de l'espèce Bicyclus anynana. Chez ce papillon africain de jour, tout commence dans la nature par une rencontre sous les spots de lumière créés par les trouées de la canopée. Le mâle poursuit la femelle jusqu'au moment où celle-ci se pose. Puis entame sa cour en battant, durant une trentaine de secondes, ses ailes de façon stéréotypée, diffusant ainsi une phéromone vers les antennes de sa belle. Ce parfum, formé de trois molécules chimiques, est propre à chaque mâle. Il varie au cours de son existence et il est porteur d'une information sur son âge. Les femelles utilisent cette odeur pour sélectionner les mâles les plus âgés, vers qui va leur préférence.
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Par Alain Fraval. OPIE-Insectes - Les Épingles entomologiques. « Le spermatozoïde du moustique a une antenne »
« Surprise : les substances chimiques auxquelles l’imago d’Aedes aegypti (Dip. Culicidé) est sensible sont les mêmes qui stimulent ses spermatozoïdes. Les récepteurs (« OR ») situés sur l’antenne du premier sont identiques à ceux qu’on vient de découvrir sur le flagelle du second. »
« Disposés tout au long du flagelle, ils contrôlent ses mouvements, accélérant la nage du spermatozoïde vers son but si les signaux chimiques favorables sont perçus. »
« La femelle du moustique s’accouple une fois et stocke le sperme dans sa spermathèque. Puis elle se met en quête d’un vaisseau sanguin superficiel chez un entomologiste (par exemple) où puiser le sang nécessaire à la maturation des ovocytes. Ensuite de quoi a lieu la fertilisation – par les spermatozoïdes qui ont reçu le signal chimique ad hoc - et le développement embryonnaire. »
« Jason Pitts et ses collaborateurs (université Vanderbilt, États-Unis) cherchaient depuis plusieurs années à comprendre pourquoi ils trouvaient tant d’OR – en principe l’apanage des femelles - chez les mâles d’Anopheles gambiae. Ceci dans le cadre de la recherche de répulsifs anti-moustiques. »
« Cette équipe a déjà retrouvé ces OR spermatozoïdaux « Orco » chez le Moustique tigré Aedes albopictus, la Mouche du vinaigre Drosophila melanogaster et Nasonia vitripennis (Hym. Ptéromalidé. Elle avance que ces OR jouent un rôle dans la reproduction chez beaucoup d’insectes et qu’ils ont préexisté à ceux des antennes. »
D’après « Mosquito sperm have 'sense of smell' », lu le 3 février 2013 à phys.org/news/
NDLR : le flagelle du spermatozoïde de l’entomologiste – bien plus petit - possède aussi un « sens de l’olfaction » mais dont le rôle reste controversé.
[Image via Phys.org « This is a photomicrograph of the sperm of the mosquito Aedes aegypti magnified 50 times. Mosquito sperm is substantially larger than human sperm. » Credit: Jason Pitts, Vanderbilt University]
[L'étude : Odorant receptor-mediated sperm activation in disease vector mosquitoes, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1322923111]
Les abeilles perçoivent les champs électriques. L’information n’est pas nouvelle mais on vient seulement de comprendre... Tout reposerait sur la répulsion qu’ont les antennes pour les charges électriques positives. Et si insectes s'en servaient pour communiquer entre eux ? Un décryptage s’impose.
(...)
Des antennes électrosensibles chez les abeilles Trois expériences ont été menées dans une salle dépourvue de perturbations électromagnétiques extérieures. Les champs émis par des abeilles chargées (tension de 0 à 450 volts) ont des composants de basses et de hautes fréquences. Pour commencer, ils ont été reproduits sur une baguette qui a ensuite été approchée de butineuses. Dans tous les cas, leurs antennes se sont mises à fléchir passivement à l’arrivée de l’objet. Dans la deuxième expérience, les chercheurs ont conditionné les abeilles pour qu’elles réagissent à un champ électrique précis, dont l’émission signalait la présence d’une récompense sucrée. Le test a été couronné de succès, ce qui signifie que ces insectes perçoivent les champs émis avec précision. Enfin, des antennes ont été extraites de plusieurs spécimens, avec tous les organes attenants, puis exposées à la baguette chargée. Cette dernière les a de nouveau fait fléchir, provoquant la mise en mouvement des cellules sensorielles ciliées (ou mécanorécepteurs), d’après des mesures réalisées avec un vibromètre laser. Ces cellules sont observables dans l’organe de Johnson, qui se situe lui-même à la base des appendices. Des électrodes placées sur les axones partant de cet organe ont bien enregistré l’émission d’influx nerveux en présence d'un champ électrique. Leurs intensités respectives sont même liées. Ce mécanisme a été présenté dans les Proceedings of the Royal Society B. Selon les auteurs, les abeilles pourraient l’exploiter pour dialoguer par champs électriques interposés. Ce nouveau mode de communication expliquerait comment elles se transmettent des informations dans l’obscurité, notamment lorsqu’elles réalisent leur danse indiquant la position d’une source de nourriture. Il reste maintenant à le prouver... Abstract Honeybees, like other insects, accumulate electric charge in flight, and when their body parts are moved or rubbed together. We report that bees emit constant and modulated electric fields when flying, landing, walking and during the waggle dance. The electric fields emitted by dancing bees consist of low- and high-frequency components. Both components induce passive antennal movements in stationary bees according to Coulomb's law. Bees learn both the constant and the modulated electric field components in the context of appetitive proboscis extension response conditioning. Using this paradigm, we identify mechanoreceptors in both joints of the antennae as sensors. Other mechanoreceptors on the bee body are potentially involved but are less sensitive. Using laser vibrometry, we show that the electrically charged flagellum is moved by constant and modulated electric fields and more strongly so if sound and electric fields interact. Recordings from axons of the Johnston organ document its sensitivity to electric field stimuli. Our analyses identify electric fields emanating from the surface charge of bees as stimuli for mechanoreceptors, and as biologically relevant stimuli, which may play a role in social communication.
Via Bee Api?
Une équipe américaine a identifié les récepteurs olfactifs des insectes sensibles au DEET, un répulsif parmi les plus utilisés contre les moustiques, ouvrant la voie au développement de nouveaux produits aussi efficaces, mais moins coûteux et inoffensifs pour l'homme. Introduit à la fin des années 40 par l'Armée américaine, le DEET, ou diéthyltoluamide, est un composé chimique présent dans de nombreux répulsifs aujourd'hui sur le marché, ces produits qui repoussent les insectes et jouent un rôle important dans la prévention des maladies transmises par les moustiques, comme le paludisme, le chikungunya, la dengue ou le virus du Nil. "Jusqu'à présent, personne n'avait la moindre idée des récepteurs olfactifs utilisés par les insectes pour éviter le DEET", a expliqué l'entomologiste Anandasankar Ray (Université de Californie, Riverside, Etats-Unis), principal auteur de l'étude publiée mercredi dans la revue Nature. Son équipe a examiné systématiquement tous les récepteurs sensoriels de l'insecte. Les recherches ont été menées sur la drosophile, ou mouche du vinaigre, génétiquement modifiée de façon à ce que les neurones activés par le DEET s'illuminent en vert fluorescent. Les chercheurs ont ainsi pu établir que les récepteurs impliqués dans la réaction au DEET, appelés Ir40a, tapissaient l'intérieur d'une région peu étudiée de l'antenne de l'insecte, le sacculus. De plus, l'équipe d'Anandasankar Ray a déjà identifié de nouveaux composés qui agissent sur les mêmes récepteurs et qui pourraient un jour servir d'alternative au DEET. [...]
L'abeille réalise des tâches complexes, grâce à la latéralisation de son cerveau... et de ses antennes !
Les Insectes nettoient constamment leurs antennes, même quand elles semblent être propres. Un groupe de chercheurs a décidé que le curieux phénomène justifiait un examen plus approfondi et ils ont utilisé des blattes américaines pour voir ce qu’il se passait. Il s’avère que le comportement obsessionnel est en fait la façon dont de nombreux insectes gardent aiguisés leur sens de l’odorat. [Periplaneta americana, Blattaria, Blattidae]
Ooencyrtus kuvanae (Hym. Encyrtidé) est un parasitoïde des œufs du Bombyx disparate Lymantria dispar (Lép. Érébidé) d’origine japonaise ; il a été introduit aux États-Unis depuis le Maroc dans les années 1920. Les particularités de sa vie amoureuse attirent désormais l’attention au-delà du cercle des lymantriologues, sous-cercle des lutteurs biologiques. [...]
"Pour attirer un partenaire, l’odeur joue un rôle primordial : les phéromones sont une véritable arme de séduction à laquelle les insectes succombent irrésistiblement. [...] Les mécanismes de l’olfaction impliqués dans la communication phéromonale des insectes sont maintenant bien connus. On sait que les antennes sont équipées de neurones olfactifs munis de récepteurs membranaires très spécifiques pour les phéromones. On sait aussi que des zones du cerveau de l’insecte comportent des structures dédiées au traitement des informations nerveuses fournies par ces neurones."
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![[Orthoptères : Une espèce nouvelle pour la Suisse] Une sauterelle inconnue a été découverte en Suisse | EntomoNews | Scoop.it](https://img.scoop.it/Ad1X5iLq35ybDalEGSSbQzl72eJkfbmt4t8yenImKBVvK0kTmF0xjctABnaLJIm9)
Certains insectes mâles, notamment les papillons de nuit, portent des antennes pectinées, des organes sophistiqués, généralement utilisés pour détecter les phéromones libérées par des partenaires sexuelles potentielles, même à de faibles concentrations. La forme de ces antennes est cruciale pour une détection efficace des phéromones, car elle influence le flux d'air et, par conséquent, la capture desdites phéromones. Car c'est lorsqu'ils sont en vol que les papillons captent un maximum d'odeurs par leurs antennes.