Howdy, BugFans,
Cet épisode est un peu plus mâchouillé que d’habitude – nous allons plonger profondément dans la science, mais nous remonterons à la surface en un rien de temps. Et oui, il y aura un quiz.
Les insectes ! Une grande différence entre eux et nous (outre le nombre de pattes) est qu’ils sont mous à l’intérieur et durs à l’extérieur et que nous sommes l’inverse. Notre squelette endo (interne) nous maintient en place et donne à nos muscles des endroits où s’attacher, ce qui, à son tour, nous permet de bouger. Leur squelette exo (externe) fait de même. La paroi corporelle d’un insecte est un tube sans os, mais au lieu d’être lisse à l’intérieur comme une balle de tennis, l’intérieur présente des crêtes et des bosses qui le renforcent et fournissent des points d’attache pour les muscles. L’exosquelette offre une protection contre les prédateurs, les parasites et la perte ou le gain excessif d’eau,
Comme d’habitude, le système n’est pas aussi simple qu’il y paraît à première vue. En commençant par l’extérieur et en allant vers le bas, la couche supérieure est la fine épicuticule, la première/dernière ligne de défense de l’insecte contre l’entrée de l’eau extérieure/la sortie de l’eau intérieure. L’épicuticule est recouverte de cire, et la cire par une « couche de ciment » qui maintient la cire intacte.
Juste en dessous de l’épicuticule se trouve le procuticule (qui est composé d’un exocuticule supérieur et d’un endocuticule inférieur). L’épaisse procuticule contient des brins de protéines tissés ensemble avec un matériau résistant appelé chitine (et non pas chiton, qui est un invertébré marin). La couche de l’exocuticule peut être assez rigide (sclérotique) car ses protéines sont durcies, tandis que la couche de l’endocuticule est plus souple car ses protéines ne sont pas durcies (nous verrons pourquoi c’est important dans une minute). La cuticule recouvre l’extérieur de l’insecte, ainsi que les extrémités avant et arrière de son tube digestif, et elle tapisse également le système trachéal/respiratoire. La couleur d’un insecte, à la fois la couleur pigmentée et la couleur structurelle (les couches de minuscules plaques réfléchissantes qui provoquent l’iridescence) se trouve dans la couche de la procuticule.
Sous les couches de cuticules se trouve l’épiderme/hypoderme, une couche vivante et cellulaire qui sécrète la cuticule non vivante qui se trouve au-dessus. Les poils sensoriels naissent dans cette couche et remontent à travers la cuticule ; les poils donnent des informations aux nerfs à leur base.
La couche la plus interne de l’endosquelette est la « membrane basale », qui soutient l’épiderme et sépare l’exosquelette de la cavité corporelle.
Exosquelette
- Mince, épicuticule cireuse – (couche externe)
- Procuticule chitonneuse
- Exocuticule rigide
- puis endocuticule
La cuticule est constituée de chitine, et la chitine (un dérivé du glucose) est un truc assez intéressant. Elle peut être souple (dans sa forme pure) ou rigide (minéralisée par du carbonate de calcium, qui peut provenir de l’eau qui entoure un insecte aquatique ou de la nourriture d’un insecte terrestre). Les invertébrés tels que les mille-pattes, dont l’exosquelette demande beaucoup d’entretien en raison de l’usure due au simple fait d’être un mille-pattes, sont liés à des habitats où le sol contient beaucoup de calcium. Les attaches musculaires du corps d’un insecte sont faites d’une forme extensible de chitine, six fois plus résistante que les tendons humains. La chitine est imperméable à l’alcool, aux acides et bases faibles et aux sucs digestifs, mais elle est sensible à certaines actions bactériennes.
Chenilles blindées, quelqu’un ? « Dur à l’extérieur » est un terme relatif. Les BugFans alertes se sont probablement dit : « Mais attendez ! »- Tous les insectes ne sont pas créés égaux. Un papillon de nuit est beaucoup plus facile à écraser qu’un coléoptère » (si les BugFans pensent cela, la BugLady espère que c’est purement théorique). Il s’avère que toutes les cuticules ne sont pas créées égales non plus. Le carbonate de calcium et d’autres substances mélangées à la chitine pour former l’exocuticule la rendent plus rigide ; l’endocuticule est principalement composée de chitine et est donc plus souple. La « douceur » relative d’un insecte dépend de la prédominance de l’endocuticule ou de l’exocuticule. Les insectes à corps mou ou les stades de vie (comme les larves) ont un pourcentage plus élevé d’endocuticule dans leur exosquelette.
Les pattes de l’insecte sont recouvertes d’une cuticule minéralisée (dure), mais les articulations de ses pattes (et les articulations entre les segments du corps) sont faites de la forme coriace de la chitine. Les segments abdominaux d’un insecte ont généralement une « plaque » dure sur le dessus, une de chaque côté et plusieurs sur la face inférieure, et la cuticule flexible entre les plaques permet effectivement une expansion – pensez à un moustique femelle qui se nourrit ou au scarabée très gravide illustré ici.
Le problème est qu’un exosquelette, même s’il est quelque peu flexible, ne peut pas grossir. Pour grossir, un insecte doit muer (ou muer, si vous êtes britannique). Les Grecs appelaient cela l’ecdysis (prendre ou se dépouiller) (d’où le terme classieux d’ecdysist).
La mue commence par un « temps calme », pendant lequel l’épiderme construit un nouvel épicuticule et un nouvel exocuticule sous l’ancien, sépare son moi extérieur (les anciennes couches cuticulaires supérieures) de son moi intérieur (le nouveau), puis utilise un fluide spécial de mue (enzyme) pour dissoudre son endocuticule. Il réabsorbe/recycle les minéraux nécessaires de l’ancienne endocuticule pour les utiliser dans la construction de la nouvelle. L’insecte se débarrasse de l’ancienne cuticule en gonflant sa tête et son thorax de liquide ou d’air ou en augmentant sa pression sanguine. La « peau » se fend à son point le plus faible, souvent le long de l’arrière du thorax, et le « nouvel » insecte s’en extrait (une peau perdue s’appelle une exuvie ; le pluriel est exuviae). La BugLady adore trouver ces » insectes vides » – complets jusqu’à leurs couvertures oculaires.
La nouvelle cuticule plissée est, temporairement, si douce que l’insecte est pratiquement sans défense – un corps mou sur des pattes en caoutchouc. L’insecte pompe de l’air ou de l’eau sous la cuticule pour l’étendre, et après quelques heures, la cuticule durcit. L’insecte mange jusqu’à ce que son nouveau costume devienne trop serré (et, pour récupérer des minéraux, de nombreux insectes commencent par manger l’ancien costume), puis le processus recommence. La plupart des insectes (à l’exception des lépismes et des queues de brousse) muent de cinq à sept fois, et seulement pendant leur stade immature. Il serait difficile de muer à l’âge adulte sans endommager les ailes (bien que les éphémères y parviennent lors de leur dernière mue). Immédiatement après la mue, les insectes sont pâles, et il faut parfois quelques semaines pour que leurs couleurs » prennent « . Les punaises du sureau qui viennent de muer sont de couleur saumon jusqu’à ce qu’elles foncent. Au cours d’une série de mues, un insecte immature peut parfois régénérer des membres perdus ou endommagés.
Un insecte qui ne peut pas muer avec succès est condamné à suffoquer dans sa vieille peau (certains pesticides empêchent chimiquement la mue), mais l’acte de muer est également dangereux. La libellule photographiée ici (avec une mouche des marais assise sur elle) n’avait apparemment pas assez de force pour émerger en tant qu’adulte. La dame aux insectes n’est pas sûre de la sauterelle, qui semblait être au point mort lorsqu’elle l’a photographiée, mais qui avait disparu le lendemain (ou peut-être qu’un oiseau s’est régalé). Les lépismes cannibalisent leurs congénères s’ils les découvrent en pleine mue. Une étude a chiffré la mortalité liée à la mue entre 80 et 90 % (si Dame Nature n’inventait pas ces facteurs de mortalité à toutes les étapes du jeu, pensez à la quantité d’insectes qu’il y aurait !)
Bien qu’un exosquelette plus solide puisse donner naissance à une espèce plus grande, l’un des inconvénients de l’absence d’os est que l’on ne peut tout simplement pas devenir très grand – à moins d’être soutenu par l’eau (demandez au calmar géant).
La bonne nouvelle, c’est que même si vous n’avez pas réussi le quiz, vous pouvez apprécier la magie des exuvies lorsque vous les trouvez.
The BugLady