Post on 03-Apr-2015
Ecole Supérieure du Bois, NantesEcole Supérieure du Bois, Nantes
Anne-Geneviève Anne-Geneviève BagnèresBagnères
Magdalena KutnikMagdalena KutnikI.R.B.I., UMR CNRS 6035 I.R.B.I., UMR CNRS 6035
Université de ToursUniversité de Tours
Plan du coursPlan du cours
1 - Systématique, morphologie des insectes, cycle biologique et reproduction, nutrition
2 - Les xylophages de la forêt : Coléoptères et Lépidoptères
3 - Les xylophages de bois d’œuvre (insectes de bois secs et insectes de bois frais) : Coléoptères, Hyménoptères
4 - Les termites. La lutte contre les xylophages (bois d’œuvre).
A - SYSTÉMATIQUE
La place des insectes dans le règne animal
UNICELLULAIRES Protozoaires paramécies, plasmodium
PLURICELLULAIRES
(Métazoaires)
Spongiaires
Cnidaires
Plathelminthes (ou vers plats)
Némathelminthes (ou vers ronds)
Annélides
Mollusques
Arthropodes
Echinodermes
Vertébrés
éponges
méduses, coraux, anémones de mer
taenias, douves
nématodes (ascaris)
vers de terre, sangsues
escargots, moules, pieuvresinsectes, araignées, mille-pattes, crevettesoursins, étoiles de merpoissons, batraciens, reptiles, oiseaux, mammifères
EVOLUTION
ARTHROPODES(embranchement ou phylum)
CHÉLICERATES
ANTENNATES (MANDIBULATES)(sous-embranchement) (sous-embranchement)
MYRIAPODESCRUSTACÉS INSECTES(classe) (classe)(classe)
dotés d’un exosquelette coriace, d’un corps segmenté et de pattes articulées
pourvus d’antennes et de mandibulesnon pourvus de pièces buccales en pinces et sans antennes
araignées, scorpions…
6 pattes, 4 ailes et2 antennes
essentiellement terrestres
29 ordres
949 familles
1 million d ’espèces
4 antennes, branchies essentiellement
aquatiques
crabes, crevettes
au moins 9 paires de pattes, 2
antennes
mille-pattes
16 ordres
144 familles
13 700 espèces
37 ordres
540 familles
34 000 espèces
14 ordres
470 familles
76 500 espèces
jamais d’ailes
des ailes
(sauf régression secondaire)
INSECTES
APTÉRYGOTES
PTÉRYGOTES
COLLEMBOLES
DIPLOURES
PROTOURES
THYSANOURES
insectes primitifs
(classe)
(sous-classe)
(ordre)
EPHÉMEROPTÈRES
ODONATES
DICTYOPTÈRES
ISOPTÈRES
PHASMOPTÈRES
ORTHOPTÈRES
DERMAPTÈRES
HEMIPTÈRES
COLÉOPTÈRES
LÉPIDOPTÈRES
DIPTÈRES
HYMÉNOPTÈRES
éphémères
libellules, demoiselles
blattes, mantes religieuses
termites
phasmes
sauterelles, grillons
forficules ou perce-oreilles
punaises, pucerons, cigales
scarabées, coccinelles
papillons, mites
mouches, moustiques
abeilles, fourmis, guêpes
(ordre)
Nombre d’espèces animales connues
Lépidoptères
170 000
Hyménoptères
280 000
Coléoptères
350 000
Diptères
120 000
Hémiptères
40 000
Autres ordres
d’insectes
40 000
Arachnides
73 400
Autres
115 600
dont Isoptères
autres Vertébrés 38
300
autres classes d’arthropodes 112 000
Mammifères 4 000
Ordre des Coléoptères
- ailes antérieures transformées en élytres cornées, dépourvues de nervures, contiguës à l’état de repos et servant d’étui (coleos=étui) protecteur aux ailes postérieures membraneuses repliées au repos
- 9 segments abdominaux
- larves de types variés mais présentant généralement une tête bien développée, 3 segments thoraciques et 10 abdominaux ; ces larves sont rarement apodes
- ordre numériquement le plus important du règne animal
Groupe des Adéphages Groupe des Polyphages
Carabidae : carabe
Dytiscidae : dytique
Coccinellidae : coccinelle
Curculionidae : charançons
Cerambycidae : capricornes
Ordre des Hyménoptères
- appareil buccal broyeur-lécheur chez l’adulte
- 4 ailes membraneuses (hymenos = membrane) à nervation simple, les postérieures plus petites que les antérieures, les ailes d’un même côté sont couplées en vol par des crochets
- une tarière de ponte ou un appareil vulnérant venimeux à l’extrémité de l’abdomen de la femelle
- les groupes les plus évolués s’organisent en sociétés
Groupe des Symphytes Groupe des Apocrites
Tenthredae : tenthrède
Siricidae : Sirex
Vespidae : guêpes
Apidae : abeilles
Formicidae : fourmis
Ordre des Lépidoptères
- pièces buccales transformées en trompe suceuse
- deux paires d’ailes membraneuses à nervures transversales peu nombreuses et recouvertes d’écailles (lepis = écaille), les deux ailes présentes d’un même côté sont souvent couplées pendant le vol
- larve de type chenille, à appareil buccal broyeur
Groupe des Hétérocères
(papillons de nuit, antennes aux formes variées)
Groupe des Rhopalocères
(papillons de jour, antennes en massue)
Saturniidae
Sphingidae : le Sphynx
Cossidae : la Zeuzère
Danaidae : le Monarque
Pieridae : la Piéride du chou
Nymphalidae : la Vanesse
B - MORPHOLOGIE DE L’ INSECTE
Organisation générale d’un insecte
exosquelette chitineux sclérifié (cuticule) symétrie bilatérale corps métamérisé (= segmenté), divisé en trois régions : tête, thorax, abdomenTÊTE
- limitée par la capsule céphalique - porte les organes sensoriels : yeux, ocelles, antennes, soies tactiles - porte la bouche, qui contient l’hypopharynx (=langue), les pièces buccales: labre (=lèvre supérieure), mandibules, maxilles, labium (=lèvre inférieure) et les appendices buccaux : palpes maxillaires et palpes labiauxTHORAX
- divisé en trois métamères : prothorax, mésothorax et métathorax - chaque métamère porte une paire de pattes, le méso- et le métathorax portent chacun une paire d’ailes - les pattes comprennent toujours 5 segments
ABDOMEN
- formé d’un nombre variable de segments (de 6 à 12) - contient les organes digestifs et reproducteurs
Insecte type : cas d’un coléoptère
Face ventrale
antennespièces buccalesœil composéprotothorax
mésothorax
métathorax
abdomen
pygidium
Face dorsale
mandibules
clypeus
pronotum
écusson
élytre
suture des élytres
tête
protothorax
ptérothorax + abdomen
tête
ptérothorax
Métamérisation du corps
Métamère
acron (=prostomium)
C1
C2
C3
C4
C5
TH1
TH2
TH3
ABD1
ABD2
ABD3
ABD4
ABD5
ABD6
ABD7
ABD8
ADB9
ABD10
ABD11
telson (=pygidium)
Appendices
yeux + ocelles
antennes
labre
mandibules md
maxilles mx1
labium mx2
pattes P1
pattes P2, ailes A1
pattes P3, ailes A2
(cerques)
anus
Système nerveux
protocérébron
deutocérébron
trotocérébron
GG
GG
GG
GG
GG
GG
GG1
GG2
GG3
GG4
GG5
GG6
TÊTE
THORAX
ABDOMEN
cerveau
masse sous-œsophagienne
3 paires de ganglions thoraciques
6 paires de ganglions abdominaux
Métamérisation du corps: vue latérale
C - CYCLES BIOLOGIQUES ET REPRODUCTION
Cycles biologiques des insectes
Les insectes changent d’aspect entre l’état immature et le stade adulte (mues, métamorphoses), mais le développement de l’œuf à l’adulte varie selon les groupes.
- chez les insectes les plus primitifs, les modifications sont graduelles et les métamorphoses sont incomplètes = INSECTES HÉTEROMÉTABOLES. Les jeunes ressemblent beaucoup aux adultes, mais sans ailes ni organes reproducteurs (sf exceptions).
orthoptères, phasmoptères, isoptères…
- chez les insectes évolués, la modification est spectaculaire, les métamorphoses sont complètes = INSECTES HOLOMÉTABOLES. Les larves ont un aspect très différent de celui de l’adulte. Après plusieurs mues les larves se nymphosent, et vont subir une réorganisation de leurs tissus. Au final un insecte adulte va sortir de l’exuvie nymphale.
lépidoptères, coléoptères, diptères…
Trois étapes : développement embryonnaire, développement post-embryonnaire ou larvaire, adultes
Ponte : la femelle fore un trou et dépose les œufs(enfermés dans une oothèque) dans le fond au moyen de son ovipositeur. Le trou est ensuite rebouché.
Développement larvaire : les œufs éclosent dans l’oothèque après environ 50 jours d'incubation. A ce moment la larve est vermiforme, elle va subir une mue intermédiaire pour donner une larve de premier stade. La larve ressemble morphologiquement à l’adulte (les ailes et l’appareil génital en moins). La croissance larvaire est continue et se réalise par mues successives. On observe 5 stades larvaires chez le criquet pèlerin. Au fil des mues la larve va grandir et acquérir toutes les caractéristiques de l’adulte.
La mue imaginale : la larve du 5ème et dernier stade subit une mue imaginale qui donne naissance à un adulte, qui possède des ailes et des organes génitaux complètement développés. Deux à quatre semaines après la mue, les adultes (imago) ont acquis leur maturité sexuelle, dès lors les insectes s'accouplent et pondent.
Cycle hétérométabolehétérométabole : le développement du criquet pélerin
(Schistocerca gregaria)
Insectes à métamorphose
incomplète
HÉTÉROMÉTABOLES
œuf
accouplement
larve jeune
larve âgée
adulte immature
éclosion
ponte
mues larvaire
s
mue imaginale
maturation sexuelle
succession de stades larvaires
mue imaginale
adulte
Schistocerca gregaria
orthoptères, isoptères
Cycle holométaboleholométabole : le développement d’un papillon (Danaus plexippus)
4 étapes: œuf, chenille, chrysalide, adulte (imago)
œuf : taille d’une tête d'épingle. La femelle pond sur une plante nourricière, généralement, les œufs sont déposés sous les feuilles (protection vis à vis des prédateurs). Les petites chenilles éclosent après une semaine ou deux.
chenille : dotée de mandibules. Elle commence à manger dès sa sortie de l'œuf. Beaucoup d'espèces se nourrissent principalement la nuit pour échapper aux prédateurs. La chenille est le seul stade où le papillon grossit en taille. Les chenilles muent de nombreuses fois avant d'atteindre leur maturité.
chrysalide : lorsque la chenille est parvenue à maturité, elle arrête de s’alimenter et cherche un endroit pour se transformer en chrysalide. Elle vide sont estomac, s'attache à son support avec de minces mais solides fils de soie, et se transforme. La chrysalide est plus petite que la chenille. Certaines espèces construisent un cocon de soie autour de la chrysalide (hétérocères). La chrysalide est immobile et ne se nourrit pas, elle adopte souvent la couleur de son support. Arrivée à maturité, elle subit une métamorphose pour donner le papillon adulte. Le stade nymphal peut durer de 10 jours à un an (souvent hivernation).
imago (adulte) : lorsque le papillon émerge de sa chrysalide, ses ailes sont humides, petites et très fragiles. Il doit se tenir vertical pendant quelques heures afin que ses ailes puissent sécher et prendre leur forme définitive.
Danaus plexippus
Insectes à métamorphose complète
HOLOMÉTABOLES
succession de stades larvaires
métamorphose
stade nymphal
dernière mue (mue imaginale)
adulte
lépidoptères, coléoptères,
diptères, hyménoptères
œuf
chenille
chrysalide
adultemétamorphose
nymphose éclosion
ponte
Cycle biologique des insectes xylophages
(autre que termites)
Le cycle évolutif des insectes se déroule en quatre phases:
Les insectes parfaits (ou adultes sexués) : munis d’ailes, ne se nourrissent pas ou peu, et ne servent qu’à la reproduction. Leur durée de vie est généralement de quelques semaines.
L’œuf : sa durée de vie est de quelques jours le plus souvent
La larve : c’est le stade de croissance de l’insecte. Elle occasionne les dégâts de bois en se nourrissant. Elle grandit par mues successives, la dernière donnant naissance à une nymphe dont la morphologie préfigure celle de l’adulte. Pour les insectes xylophages, la vie larvaire dure plusieurs mois, voir plusieurs années.
La nymphe : stade de repos dans une loge spécialement creusée à cet effet. Sa morphologie est celle de l’insecte parfait non pigmenté, à l’exception des ailes et de l’appareil génital qui sont alors incomplètement développés. Le stade nymphal dure généralement quelques semaines.
Facteurs influençant la durée du cycle évolutif
* les conditions ambiantes Chaque espèce d’insecte présente une vitesse optimale de développement pour une température et une humidité relative spécifiques de l’espèce. Ce développement peut être inhibé par des températures basses inférieures à 12°C, et élevées supérieures à 35°C. Les températures supérieures à 60°C deviennent létales.
* la valeur nutritive du bois dans lequel se trouve la larve. Certaines espèces infestent : - soit des bois feuillus - soit des bois résineux - soit indifféremment les bois feuillus et résineux
* le degré d’humidité du bois, qui est fonction - soit du degré de séchage - soit de l’ambiance dans laquelle le bois est placé
Les insectes concernés sont:
- soit des insectes dits de bois secs dont tous les stades se déroulent dans les bois ayant une humidité qui varie entre 7 et 18%. Ils dégradent les bois mis en œuvre (charpentes, meubles, etc.)
- soit des insectes dits de bois frais dont l’humidité est supérieure aux points de saturation des parois cellulaires. Ils pondent et commencent leur développement dans les arbres dépérissants ou fraîchement abattus et les poursuivent dans les mêmes bois une fois secs : ceux-ci, compte tenu de la durée du cycle évolutif, peuvent avoir été mis en œuvre entre temps.
Développement des larves xylophages
* soit dans les couches cambiales: les larves forent leurs galeries sous l’écorce et ne rentrent plus ou moins profondément dans le bois qu’à la fin de leur développement et pour creuser leur loge nymphale;
* soit dans l’aubier: région externe du bois qui correspond aux couches les plus récemment formées et qui contient encore des cellules vivantes de l’arbre.
Le duramen est généralement résistant aux insectes. Toutefois il perd sa durabilité vis-à-vis des insectes s’il est dégradé par des champignons lignivores à la suite d’une exposition prolongée à des conditions anormales d’humidité.
Les larves se nourrissent:
- de substances glucidiques, qui constituent soit la paroi cellulaire (cellulose), soit les substances de réserve de l’arbre sur pied (amidon)
- de substances protéiques, en très faibles quantités mais indispensables à la croissance des larves
D - NUTRITION
Les pièces buccales des insectes
Exemple: pièces buccales broyeuses
vertex
œil composéantenne gena
clypeus
mandibulemaxille
hypopharynx
labium
labre
labium
palpe labial
suture antennairesuture
coronaleocelle
suture frontalefrontantenne gena
palpe maxillaire
galea
lacinia
stipe
cardo
criquet
Variabilité des régimes alimentaires
Les phytophages
consomment fleurs, graines, feuilles, sève
ex: chenilles, phasmes, sauterelles
Les saprophages
consomment les matières organiques en putréfaction
ex: mouches, blattes
Les fungivores
consomment le carpophore des champignons et la partie cachée des
hyphes
ex: collemboles, larves de coléoptères et de diptères, certains
termites et fourmisLes xylophages
attaquent le bois mort ou encore vivant
ex: larves de certains coléoptères, termites...
Les coprophages
se développent dans les excréments d’autres animaux
ex: mouches, scarabées
Les mélliphages
mangent le nectar et le pollen des fleurs
ex: papillons
Les prédateurs
tuent et dévorent d’autres animaux pour s’en nourrir
ex: mantes religieuses, carabes, larve de fourmilion
Les hématophages
sucent le sang des vertébrés (mammifères, oiseaux, reptiles)
ex: tiques, puces, divers diptères, certaines punaises
Les parasitoïdes
insectes parasites d’autres insectes
ex: certaines guêpes
Les parasites
prédateurs spécialisés qui vivent dans ou sur le corps d’un hôte
animal
ex: mouches
Les pseudoplacentaires
les larves se développent à l’intérieur du corps de la mère et
consomment ses sécrétions
ex: certaines mouches (tsé-tsé)