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Pièces buccales (anatomie des insectes)

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Les pièces buccales sont un ensemble d'appendices articulés qui forment l'appareil buccal de l'insecte. Ces pièces portées sur la tête servent au maintien et à l'ingestion de la nourriture.

Schéma montrant les pièces buccales d'un insecte de la famille des Cerambycidae

La trompe ou "proboscis" (maxilles modifiées) d'un papillon

Morphologie générale[modifier | modifier le code]

Au cours des temps, les insectes ont colonisé la plupart des biotopes et se sont adaptés aux différentes sources de nourritures disponibles. Ils peuvent être phytophages, carnivores ou détritivores, et s'alimentent de nourriture solide ou liquide. Leur régime alimentaire a entraîné une spécialisation de l'appareil buccal optimisant l’efficacité des taches de découpe, mastication et ingestion des aliments. Ainsi certaines espèces d'insectes sont monophages comme la sauterelle Bootettix argentatus qui ne nourrit uniquement de feuilles de larbre à créosote^[1].

insecte monophage: Tecia solanivora https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01668463/document

Comme beaucoup d'autres caractères chez les insectes, les pièces buccales sont hautement spécialisées. Elles présentes une multitude de fonction parmi la grande diversité des espèces rencontrées. Il est cependant commun qu'une certaine homologie soit conservé, avec des structures dérivant d'un même "primordium" et donc partageant une même origine évolutive. Mais des structures morphologiquement et fonctionnellement similaires peuvent ne pas être homologues. Elles sont alors le résultat d'une convergence évolutive.

Les insectes sont des ectognathes, c'est à dire que leur appareil buccal est externe. ils derivent d'autres hexapodes dit entognathes dont l'appareil buccal est interne, logé dans la tête.

On distingue 3 grands groupes selon l'orientation des pièces buccales: les prognathes (pièces buccales parallèles à l'axe du corps), les orthognathes (pièces buccales perpendiculaire à l'axe du corps et dirigé vers le bas) et les opisthognathes (pièces buccales en forme de proboscis et dirigé vers l'arrière du corps).

« La structure hypognathe, probablement primitive, est associée principalement aux espèces phytophages vivant dans des environnements ouverts comme les Orthoptères, à certains Coléoptères (Chrysomelidae, Lamiinae), à des espèces prédatrices comme les Mantodea (mantes), à de nombreuses familles d’Hyménoptères (Apidae par exemple) et aux Diptères (mouches). La forme prognathe correspond quant à elle essentiellement à des espèces prédatrices comme certains Coléoptères utilisant leurs mandibules pour broyer leurs proies (Carabidae par exemple). Chez les Odonates (libellules et demoiselles) et les Lépidoptères, la structure des pièces buccales change entre le stade larvaire et le stade adulte. Les pièces buccales sont orientées vers l’avant (prognathe) au stade larvaire et perpendiculairement au stade adulte (prognathe). Les archéognathes, autrefois appelés Thysanoures, sont des insectes qualifiés de primitifs (seulement 350 espèces) pour l’une des raisons que leurs mandibules sont fixées à la capsule céphalique que par un point d’attache (mandibule monocondylique). Les pièces buccales de type opisthorhynque se rencontrent essentiellement chez les Hémiptères (punaises, pucerons, cigales, etc.) et celles de type entognathe chez les hexapodes non-insectes comme les collemboles, les diploures et les protoures.

Il existe une infinité de forme des pièces buccales. Chez certaines espèces prédatrices, les mandibules se composent d’une partie « broyeuse », souvent constituée d’une partie distale « incisive » et d’une partie proximale de type « molaire » dont le développement est fonction du régime alimentaire. Cette configuration permet aux insectes comme les cicindèles (Carabidae) de couper leur proie ou la végétation (criquets – Orthoptera) avec la partie distale et de broyer et malaxer la nourriture avec la partie proximale. Au contraire, chez d’autres espèces comme le mâle lucane cerf-volant (Lucanus cervus – Lucanidae) cette configuration est absente, les mandibules étant utilisées uniquement dans la sélection sexuelle, les mâles luttant entre eux pour l’accès aux femelles (photos 1 et 2 ci-dessous). Chez certaines espèces où les adultes ont perdu la faculté de s’alimenter, comme les Ephéméroptères, les pièces buccales sont devenues vestigiales, voire absentes.

La plus grande diversité et divergence de forme se rencontre chez les larves des insectes holométaboles. Les chenilles de Lépidoptères et les larves de Coléoptères utilisent par exemple des pièces buccales particulièrement développées afin de couper et broyer la nourriture, alors que chez les larves de Diptères et d’Hyménoptères, elles sont réduites et extrêmement modifiées. Les pièces buccales des larves de moustiques sont quant à elles constituées de mandibules formant des brosses de poils et de longues maxilles afin de filtrer les particules organiques présentes dans l’eau et celles des mouches Chaoborus sp. des petites proies benthiques (lire cet article) (illustration 2 ci-contre). Les larves de mouches Cyclorrapha sont caractérisées par une réduction importante de la tête où les principales structures des pièces buccales se composent uniquement d’une paire de crochets buccaux sclérosés avec lesquels la larve râpe sa nourriture. Sur la tête de la larve sont également présents des papilles sensorielles représentant probablement des palpes transformés »

Les principales pièces buccales sont:

le labre (ou labrum): pièce mobile, impaire et plate servant de lèvre supérieure. Il couvre la base des mandibules et forme la voûte de la cavité buccale. Il est séparé du clypeus par une suture dite clipéo-labrale. C'est, morphologiquement, un segment céphalique.
les mandibules: paires d'appendices fortement sclérifiés situé sous le labre servant à couper et broyer la nourriture.
l'hypopharynx: organe jouant le rôle de langue d'ou arrivent les conduits salivaires.
les maxilles: paires d'appendices situées derrière les mandibules. Elles aident à la préhension et à la mastication de l’aliment. Ils possèdent des palpes maxillaires, de petits appendices portant des chémorecepteurs gustatifs et olfactifs ainsi que des mécanorécepteurs, grâce à la présence de sensilles.
le labium: pièce résultant de la fusion d'une seconde paire de maxilles qui forme la lèvre inférieure. Il possède également une paire de palpes labiaux sensorielles.

Ces appendices sont retrouvés chez la plupart des espèces d'insectes avec divers degrés de modification et spécialisation.

Les grands types de pièces buccales[modifier | modifier le code]

On distingue 5 grands types de pièces buccales. Chaque type rassemble une morphologie similaire correspondant a une mode d'alimentation spécifique.

Type broyeur[modifier | modifier le code]

L'appareil buccal de type broyeur est le plus primitif. Etant le moins modifié et le moins spécialisé, il apparait que les autres types aient evolué du type broyeur. Il est retrouvé chez les espèces ayant besoin de couper et mastiquer des aliments solide, comme les coléoptères, les orthoptères, les mantoptères, les blattoptères, les odonates, les mécoptères, les névroptères. Certains insectes ne possèdent ce type de structure qu'au stade larvaire, comme les lépidoptères, les hyménoptères ou les diptères dont l'appareil buccal change complètement sous leur forme adulte.

Le type broyeur se caractérise par des mandibules fortement chitinisées et relativement épaisses. Chez certaines espèces, par exemple les cicindèles, la partie inférieure de la mandibule possèdent de petites dents pour la mastication, alors que la partie distale est plus longue et fine pour percer la nourriture. Le labre, attaché au clypeus, recouvre les mandibules.

Les maxilles possèdent chacune un palpe maxillaire de cinq articles relié au segment principal par le palpifer. Ces palpes servent notamment au nettoyage les antennes et les pattes antérieures.

Le labium possède une paire de palpes labiaux constitué de trois articles ainsi qu'une paire de paraglosses et de glosses situé entre les palpes labiaux.

L'hypopharynx est une structure en forme de tube suspendu dans la cavité pré-orale contenant les glandes salivaires.

Type suceur[modifier | modifier le code]

Une autre configuration est le type suceur, aussi appelé suceur maxillaire ou siphonneur. Il est présent uniquement chez papillons adultes, les chenilles possèdent un appareil buccal de type broyeur qui est entièrement modifié lors de la mue imaginale. Le type suceur permet d'aspirer de la nourriture liquide, typiquement du nectar des fleurs ou du jus des fruits fermentés.

Il se caractérise un profond réarrangement des maxilles en deux demi-tubes qui forment une trompe appelé spiritrompe ou proboscis. Cette trompe est enroulé en spirale au repos et se déroule lors de la prise alimentaire. Elle permet notamment d'atteindre le nectar parfois difficile d’accès des fleurs. Les palpes labiaux servent de protection. Les autres sclérites sont fortement réduits comme le labre, voire absents comme les mandibules et l'hypopharynx.

Chez les lepidopteres, certaines especes font exceptions. Ainsi les micropterigidae ont un appareil buccal de type broyeur, les Attacidés

- Attacidés et certains Noctuidés foreurs de graminées (comme Busseola fusca), ont une « trompe » réduite qu’ils utilisent a priori rarement pour se nourrir. Ils vivraient donc de leurs réserves accumulées lorsqu’ils étaient au stade de chenille - certains n'ont pas d'appareil buccale - Par exemple, chez la famille des papillons « Bombyx », la bouche est minuscule et ne permet pas de manger (pas d’estomac). Elle sert quand même à secréter la salive caustique nécessaire à la dissolution de la soie au moment de la sortie du cocon. http://www.insectes.org/insectes/questions-reponses.html?id_quest=856 - Attacus_atlas

- Seules structures bien développées: les derniers segments des maxilles appelés galéas. Forment deux demi-tubes constituant un tube appelé proboscis. Le proboscis, enroulé sur lui-même comme un ressort de montre, se déroule par une augmentation de la pression de l’hémolymphe. en forme de trompe spiralée. avec un canal alimentaire centrale - Les canaux salivaires sont absents, les glandes salivaires peuvent être également absentes comme chez les Pyralidae.

le proboscis se deroule par augmentation de pression de l’hémolymphe généré dans les galeas. Le liquide est aspiré par les muscles situés dans le cibarium (cavité buccale) et le pharynx. l'enroulement est permis par l'elasticité de la cuticule et des muscles intrinsèques

Through natural selection and adaptive radiation, these parts have sometimes undergone radical changes in shape and function but they still occupy similar positions relative to each other (i.e. the labrum is always in the front and the labium is always in the back). Examples of insects with haustellate mouthparts include true bugs, aphids (and their relatives), butterflies and moths, fleas, mosquitoes and many other types of flies.

= suceur maxillaire Il est représenté par l'ordre des Lépidoptères : -réduction du labre -transformation profonde des maxilles par disparition de la lacinia -hypertrophie et spécialisation des galéas qui forment par accolement la spiritrompe laissant un espace vide, le canal de la trompe: épaississement chitineux et parties membraneuses rendant possible l'enroulement (ces galéas contiennent trachées, nerfs et muscles; l'aspiration des liquides se faisant par l'intermédiaire des muscles du pharynx) -réduction des palpes maxillaires au bénéfice des palpes labiaux qui atteignent un grand développement et servent de protection à la trompe (Certains Lépidoptères ont une atrophie des pièces buccales, ne se nourrissant pas à l'état adulte : Bombycides,Psychides,Lymantriides)

Type lécheur[modifier | modifier le code]

Le type lécheur est essentiellement présent chez les diptères. Leur alimentation se compose de matière liquide ou liquéfiée par la salive.

Les principales pièces buccales sont le rostrum, le labellum et l'haustellum.

« Haustellum: l’haustellum représente la partie médiane du proboscis et la partie proximale du labium. Il enveloppe l’hypopharynx (contenant le canal salivaire) et l’épipharynx formant le canal alimentaire. Labellum : correspondant à la partie terminale du proboscis, il est formé de deux lobes appelés labelles. Chaque labelle est recouvert sur sa partie ventrale d’une structure dentées (dents prestomiales) et de rainures soutenues par des anneaux chitineux semi-circulaires. La structure de ces rainures rappelant celle de trachées, elles sont qualifiées de pseudo-trachées. Toutes les pseudo-trachées convergent vers l’orifice buccal. »

Type broyeur-lécheur[modifier | modifier le code]

« Rencontré chez les Hyménoptères comme les abeilles, Ce type de pièces buccales permet à la fois de mâcher et de lécher la nourriture. Leur structure combine mandibules et proboscis (illustration 6).

Mandibules: l’insecte utilise ses mandibules notamment pour collecter et malaxer des matériaux de construction pour la ruche ou le nid (bois, terre), pour mâcher du pollen et manipuler la cire pour fabriquer les rayons. Elles interviennent également dans les activités de « saisie » comme le transport de larves par exemple. Proboscis : chez l’abeille, le proboscis n’est pas un organe fonctionnant de manière permanente. Il est formé temporairement par l’assemblage d’une partie des maxilles et du labium afin de constituer un tube unique pour aspirer des liquides tels que le nectar des fleurs, de l’eau ou du miel. Cette particularité résulte d’une élongation et d’un aplatissement de la galéa (maxilles), du labium (glossa) et des palpes labiaux. L’espace entre la galéa et le labium forme le canal alimentaire. Le canal salivaire est constitué de l’espace situé entre le labium et les palpes labiaux. Au repos, le proboscis est replié sous la tête. Labellum : le labellum est composé de glossa allongées dont la partie terminale forme une petite cuillère circulaire, le tout ressemblant à une langue velue et flexible. »

ou suceur-labiale / suceur-maxillaire

Type piqueur-suceur[modifier | modifier le code]

Ce type se retrouve chez les espèces hématophages comme les moustiques, les punaises de lits ou les stomoxes, mais aussi chez les phytophages, qui se nourrissent de sève végétale comme chez la plupart des hémiptères. Toutes ces espèces doivent d'abord percer un tissu afin d'atteindre le liquide dont ils se nourrissent.

L'appareil buccal est souvent fortement spécialise a l’hôte. Ainsi chez le moustique, les différentes pièces buccales ont toutes évolué en éléments longs, fins et pointus appelés stylets. La labium est devenu long et flexible avec un sillon en son centre. Le labrum et l'hypopharynx forment ensemble le canal alimentaire. Les mandibules et les maxilles, elles aussi en forme de stylets, possèdent des extrémités respectivement en forme de lame et de dents servant a percer la peau.

« La structure de type « piqueur-suceur » se rencontre chez de nombreuses espèces hématophages (se nourrissant de sang) comme les stomoxes (Muscidae), les taons (Tabanidae), la mouche tsé-tsé (genre Glossina -Glossinidae), les punaises de lit (genre Cimex le plus souvent), les réduves (genre Triatoma ou Rhodnius) mais aussi les moustiques. Chez les hématophages, seules les femelles s’alimentent de sang afin d’emmagasiner suffisamment d’énergie pour former les œufs. Afin de percer la peau des vertébrés et de pomper le sang, leurs pièces buccales sont fortement spécialisées.

Labium : long et charnu, le labium est également flexible, doté d’un sillon appelé sillon labial ou proboscis. Le labium porte une paire de lobes terminaux appelés labelles. Les labelles sont interconnectés par une membrane dite de Dutton. Chaque labelle représente un palpe labial atrophié. Les mandibules, la première paire de maxilles et l’hypopharynx sont enfermés dans le labium. Labrum-épipharynx : cette structure est composée de la fusion du labrum et de l’épipharynx, elle forme un stylet avec une rainure ventrale constituant, avec l’hypopharynx, le canal alimentaire. Hypopharynx : long et plat, l’hypopharynx forme, avec la structure labrum-épipharynx, le canal alimentaire. Il contient les glandes salivaires qui injectent la salive dans le sang des proies endothermes (sang-chaud). Mandibules & maxilles : les deux paires de ces structures forment des stylets dont l’extrémité est en forme de lame pour la première et dentée pour la seconde. Elles interviennent dans le perçage de la peau de leurs proies. Chaque maxille porte un palpe maxillaire. Chez les Tabanidae, les mandibules forment deux couteaux dentés aux extrémités extérieures afin de découper la peau parfois épaisses des proies (gros mammifères par exemple). Une fois cette opération effectuée, les maxillaires pénètrent à leur tour dans la plaie et, part des mouvements de bas en haut, déchirent les chairs afin de faire s’écouler le sang (illustration 8 ci-dessous). Le sang est ensuite aspirer par un canal constitué du labrum et de l’hypopharynx, le labium est quant à lui rétracté. Chez les Hémiptères (punaises, pucerons et cigales), les maxilles et le labium, aussi appelé rostre, sont des structures allongées tandis que le labrum est court (illustration 6 ci-contre). Le canal alimentaire est formé par les maxilles tenues entre elles par un système de languettes et de rainures leur permettant de glisser librement l’une sur l’autre tout en maintenant la forme du canal alimentaire. Les maxilles contiennent les canaux salivaires. De chaque côté des maxilles se trouvent les stylets mandibulaires, échancrés sur leur face externe, dont la fonction est de percer. Lorsque l’animal est au repos, les stylets prennent position dans une rainure située sur la face ventrale du labium (illustration 9 ci-contre).

Le rostre est segmenté permettant au stylet de plier lorsqu’il pénètre dans un hôte, végétal ou animal. Les palpes sont absents chez ces insectes.

Les Thysanoures se nourrissent de fluides à l’état larvaire et à l’état adulte. Leurs stylets, utilisés pour pénétrer les cellules végétales, sont maintenus dans une partie de la tête en forme de cône constitué du labrum et du labium. Chose étonnante, seule la mandibule gauche est présente. Les stylets maxillaires sont juxtaposés formant le canal alimentaire. Les canaux salivaires sont absents, la salive se déverse directement dans l’œsophage.

Les larves de Neuroptères et de certains Coléoptères sont prédatrices et digèrent leur proie extérieurement et absorbent la matière organique via un canal alimentaire situé dans chacune des mandibules. Chez les Neuroptères comme les fourmilions (illustration 10 ci-dessous), le canal alimentaire est formé de la juxtaposition de la lacina à la mandibule où se trouve une rainure. Chez les Coléoptères Dytiscidae, le canal est formé par la mandibule mais reste ouvert et accolé à la lacina, il est totalement fermé et forme un tube s’ouvrant par un trou à l’extrémité de la mandibule chez les Lampyridae. »

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Sauvion N., Calatayud P.-A, Thiéry D. et Marion-Poll F., Interactions Insectes-Plantes : Chapitre 5: Les pièces buccales et l’alimentation des insectes., IRD & Quae, 2013 (lire en ligne), p. 107-113

Liens externes[modifier | modifier le code]

Tête et pièces buccales de criquets sur locust.cirad.fr
B. Gilles, « Pièces buccales des insectes : synthèse générale », sur Passion-Entomologie, 16 septembre 2019 (consulté le 22 novembre 2019)

↑ https://www.aquaportail.com/definition-4178-monophage.html

[1] ttps://www.aquaportail.com/definition-4178-monophage.html

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