Histoire évolutive des insectes

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Quelques-uns des premiers insectes volants.
Reconstitution du paléodictyoptère Mazothairos du Carbonifère de l'Illinois (États-Unis) par Dimitri Bogdanov.
Fossile de Lethe corbieri, papillon de l'Oligocène de Provence (France).
Fossile d'un Bupreste de l'Éocène du site fossilifère de Messel (Allemagne).

L’histoire évolutive des insectes est mal connue fautes de fossiles en nombre suffisant : en 2010 plusieurs théories sont proposées. Bien que traditionnellement, les insectes et les myriapodes, dont les mille-pattes et les centipèdes, soient regroupés, certains éléments suggèrent que les insectes seraient plus proches des crustacés. La théorie dite des Pancrustacea est aujourd'hui bien acceptée[1].


Théorie historique[modifier | modifier le code]

Les insectes et les myriapodes partageant la présence d'appendices uniramés, présence de trachées, de tubes de Malpighi, mandibules formées d'un appendice complet (et non pas de la base d'un appendice comme chez les crustacés). C'est pourquoi on a longtemps pensé qu'ils avaient un ancêtre commun présentant ces caractères.

Théorie des pancrustacés[modifier | modifier le code]

Cependant, la phylogénie moléculaire[2],[3], l'arrangement des gènes mitochondriaux[4], ainsi que l'analyse cladistique des caractères ont conduit à considérer que les insectes étaient en fait issus de la même lignée que les crustacés. Le clade des pancrustacés établi à la suite de cette découverte contient donc les lignées de crustacés marins qui sont probablement paraphylétiques et les insectes proprement dits, qui sont monophylétiques. Les caractères ayant conduit au rapprochement des insectes avec les myriapodes sont donc probablement des convergences évolutives associées à l'adaptation au milieu terrestre (encore inféodés aux milieux humides, les insectes font en effet partie des premiers arthropodes à progressivement sortir des eaux pour devenir réellement terrestres au cours du Dévonien, cette terrestrialisation se faisant plusieurs fois de manière indépendante)[5]. Le développement du système nerveux des insectes et des crustacés possède en revanche des similitudes extrêmement frappantes[6].

Histoire[modifier | modifier le code]

Le plus ancien fossile provenant indubitablement d'un insecte, une mandibule, est daté de 400 Ma, c'est-à-dire de l'Emsien, période du Dévonien[7]. C'est déjà une mandibule dicondylique que l'on retrouve aujourd'hui chez les insectes volants. Cela suggère que l'ancêtre commun à tous les insectes, volants ou non, est encore plus ancien et pourrait remonter au Silurien[7].

Le plus ancien insecte fossile complet, trouvé à Strud en Belgique en 2012, est daté de 375 Ma (Dévonien, plus précisément Famennien).[8]

La sous-classe des Aptérygotes, désignant les insectes aptères, est aujourd'hui considérée comme un regroupement polyphylétique, et les Thysanoures, un des sous-groupes qui la compose, sont considérés plus proches des Ptérygotes (insectes volants) que des Archéognathes, un autre des sous-groupes, en dépit de leur apparence commune. Par exemple, les Thysanoures partagent avec les insectes volants ces mandibules dicondyliques alors que les Archéognathes ont des mandibules monocondyliques. L'aspect similaire des deux groupes d'insectes aptères est vraisemblablement celui des insectes ancestraux, alors que les insectes ailés ont eux acquis une apparence très différente.

On pense que les ancêtres communs des insectes volants, dont aucun fossile n'a encore été trouvé, avaient des pièces buccales dicondyliques broyeuses non différenciées, un thorax à métamères encore visibles et égaux, portant sur chaque métamère une paire de pattes et une paire d'ailes, et des sclérites chitineuses latérales sur chaque segment abdominal, les ailes dérivant aussi de telles sclérites, initialement à fonction possiblement sensorielle (détection des vibrations) et/ou thermorégulatrice ; quant à leurs métamorphoses, elles pourraient être une adaptation à des saisons très contrastées, alternant de courtes périodes humides d'abondance alimentaire (phase larvaire, croissance) avec de longues périodes sèches de disette (phase imago, migrations, reproduction)[9]. Le plus ancien fossile d'insecte volant est déjà un Éphéméroptère identifiable, groupe qui est considéré comme le plus ancien parmi les insectes volants. Certaines nymphes de ce groupe hémimétabole (naïades) ressemblent d'ailleurs à des Thysanoures.

À partir du Trias (il y a environ 200 millions d'années), l'apparition de plantes à fleurs a mené à une coévolution entre ces lignées végétales et celles des insectes phytophages devenus pollinisateurs.

Références[modifier | modifier le code]

  1. Omar Rota-Stabelli et al., Ecdysozoan Mitogenomics: Evidence for a Common Origin of the Legged Invertebrates, the Panarthropoda, Genome Biology and Evolution (2):425-440, 2010 DOI:10.1093/gbe/evq030
  2. Friedrich, M. and D. Tautz. (1995) Ribosomal DNA phylogeny of the major extant arthropod classes and the evolution of myriapods. Nature 376:165-167.
  3. Giribet G, Edgecombe GD, Wheeler WC. (2001) Arthropod phylogeny based on eight molecular loci and morphology. Nature 413:157-61 [1]
  4. Boore, J. L., Collins, T. M., Stanton, D., Daehler, L. L. & Brown, (1995) Deducing the pattern of arthropod phytogeny from mitochondrial DNA rearrangements. Nature 376, 163 - 165 [2]
  5. (en) Jesus Lozano-Fernandez, Robert Carton, Alastair R. Tanner, Mark N. Puttick, Mark Blaxter, Jakob Vinther, Jørgen Olesen, Gonzalo Giribet, Gregory D. Edgecombe & Davide Pisani, « A molecular palaeobiological exploration of arthropod terrestrialization », Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci., vol. 371, no 1699,‎ (DOI 10.1098/rstb.2015.0133)
  6. Whitington, P. M., Leach, D. & Sandeman, R. (1993) Evolutionary change in neural development within the arthropods : axonogenesis in the embryos of two crustaceans. Development 118, 449-461 [3]
  7. a et b (en) Michael S. Engel and David A. Grimaldi, « New light shed on the oldest insect. », Nature, no 427,‎ , p. 627-630 (DOI 10.1038/nature02291, lire en ligne)
  8. (en) Garrouste, R., et al., « A complete insect form the Late Devonian period », Nature, vol. 488,‎ , p. 82-85 (lire en ligne)
  9. René Jeannel, La genèse des faunes terrestres, PUF, Paris 1942