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Antenne (anatomie des insectes)

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Chez les Insectes, les antennes sont des appendices (en) externes, segmentées, mobiles et appariés qui se situent au sommet de la tête (vertex) et entre les yeux (oculi).

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Variété d'antennes chez les insectes

Ces prolongements de la tête sont des organes sensoriels complexes qui assurent plusieurs fonctions réceptrices pour percevoir l'environnement, notamment la chimioréception (perception de substances chimiques dont les phéromones), la mécanoréception (pression, mouvement, vibration), la proprioception (position dans l'espace), la thermoréception (température) et l'hygroperception (en) (humidité, eau). Elles servent principalement pour l'odorat, le toucher et le goût, grâce à la présence de sensilles, mais peuvent également servir à communiquer, à se défendre ou à s'orienter pendant le déplacement, qu'il soit terrestre, aquatique ou aérien.

Sur un plan morphologique, tous les insectes possèdent deux antennes qui sont généralement capables de se mouvoir mais les caractéristiques morphologiques et fonctionnelles varient entre les espèces, reflétant leur adaptation à des niches écologiques spécifiques. Ces variations, notamment du nombre de segments (articles ou antennomères), de la taille, de la forme et de la mobilité des antennes, permettent de distinguer les espèces entre elles.

D'autres Hexapodes, qui ne sont pas des Insectes, possèdent des antennes comme chez les Diplura et les Collembola.

Description

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Les Arthropodes[1] possèdent des antennes[2] — en général, une paire chez les Mandibulate, deux paires chez les Crustacés[3] — bien que certains n'en possèdent pas (les Arachnides dont Scorpiones, Araignées, Tiques et Acariens). Les Hexapodes en possèdent une paire (ex. : les Diplura et les Collembola), sauf les Protura qui n'ont pas d'antennes[4],[5].

Tous les Insectes, en tant qu'Arthropodes et Hexapodes, possèdent une paire d'antennes[4]. Chez les Holométaboles, la taille des antennes varie à l'état larvaire puisqu'elles sont de taille réduite par rapport à celles des adultes[4],[6], et peuvent obtenir des formes plus « élaborées » à l'état d'adulte grâce à l'opportunité qu'offre la métamorphose ; c'est-à-dire qu'elles adoptent une forme différente de celle la plus courante : pectiniforme, ou en anglais : pectinate[7],[8].

Anatomie

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Les antennes sont des appendices (en) externes de forme cylindrique et allongée[4] qui sont constituées de plusieurs parties, appelées « articles », « segments »[4],[9] (terme impropre pour la flagelle[4],[10]) ou « antennomères »[11]. Les trois principales parties sont le scape (latin : scapus), le pédicelle (latin : pedicellus) et la flagelle (latin : flagellum)[4],[12],[9],[13]. Le scape (latin : scapus, abrégé « sc ») est le premier segment et est attaché à la tête via à une sclérite de forme circulaire (le torulus, anglais : socket), c'est-à-dire une cavité en forme d'anneau, et est soutenu par un pivot (antennifer)[14] permettant la rotation de l'antenne. Le pédicelle (latin : pedicellus, abrégé « pe ») est le second segment et est rattaché au scape et à la flagelle. La flagelle est dernier segment principal ; il est lui-même divisé en segments appelés « flagellomères » (ou latin : annuli[15],[10], abrégé « F ») qui sont numérotés, par exemple de « F1 » à « F9 » pour l'espèce Cybister japonicus Sharp, 1873 par Song et al.[16]. L'extrémité (apex ou partie distale[10]) de la flagelle peut arborer différents noms en fonction de sa forme, par exemple pour les antennes dites « clavate », ou « capitate »[9], et « geniculate »[9], ce dernier segment (clava) est appelé en « club »[9],[17],[10] ou dit « clubbed »[18] en anglais, c'est-à-dire en forme de « gourdin », limitant le nombre de flagellomères[17].

Tous les Insectes n'ont pas le même nombre d'antennomères, bien qu'il soit plus rare qu'ils aient plus de 12 segments car en général ils en ont moins de 11[19].

Musculature

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Formes

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On distingue plusieurs formes d'antennes d'insecte [20]:

  • Aristée : forme élargie avec un poil latéral (ex : Diptera).
  • Filiforme : forme simple, allongée et droite.
  • Sétacée : l'antenne se rétrécit progressivement de la base à la pointe (ex : Thysanoptera, Blattaria, Ephemeroptera, Plecoptera et Trichoptera).
  • Moniliforme : segments antennaires en forme ronde qui donnent une apparence de collier de perles (ex : Coleoptera).
  • Serriforme : antenne qui est inclinée d'un côté donnant l'apparence d'un bord de scie (ex : Coleoptera).
  • Pectiniforme : antenne ayant l'apparence d'un peigne, les segments sont plus longs d'un côté (ex : Coleoptera, Hymenoptera - Symphyta).
  • Claviforme : segments antennaires qui s'élargissent à la pointe de l'antenne. Cela peut être progressif et présent sur toute la longueur ou une augmentation soudaine dans les derniers segments (ex : Coleoptera et Lepidoptera).
  • Lamelliforme : segments antennaires aplatis formant des lamelles (ex : Coleoptera - Scarabeidae).
  • Coudée ou géniculée : présence d'un coude dans l'antenne (Hymenoptera - Formicidae et Coleoptera).
  • Plumeuse : Segments antennaires avec un certain nombre de branches fines, semblable à une plume (ex : Diptera et Lepidoptera - Saturniidae)
  •  
    Divers types d'antennes d'insectes

Fonctions

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Les Arthropodes possèdent des setaæ (poils), cilia[21] (cils) et esthetascs.

Taxinomie

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La forme de l'antenne est souvent une clé de détermination dans la taxonomie des insectes[22].

Diptères

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On distingue, chez les diptères, les brachycères (du grec brachys signifiant "court" et ceros "corne") des nématocères (du grec nematos "fil") grâce à la présence (brachycera) ou non (nematocera) de l'arista, un fil de soie émanant du troisième segment antennaire. On parle alors d'antenne aristée.

  •  
    Tête de mouche
  •  
    Détail de l'antenne aristée typique des brachicères

Coléoptères

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antenne lamellée d'un hanneton

L'ancienne nomenclature des coléoptères reposait sur la forme des antennes ("cornes") :

  • les clavicornes : "cornes" en forme de clé ;
  • les lamellicornes : "cornes" en forme de lamelle, actuellement les scarabéidés ;
  • les longicornes : "cornes" de longue taille et autres capricornes, actuellement les cérambycidés.

Lépidoptères

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On distingue chez les lépidoptères les rhopalocères, ou papillons diurnes, aux antennes en massue, et les hétérocères, ou papillons de nuit, qui ont diverses sortes d'antennes tactiles en forme de plume, de brosse, etc.

Hyménoptères

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Antennes Géniculées

 
antenne coudée de fourmi

Références

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  1. ↑ « antenna, antennae, antennomere », sur bugguide.net (consulté le )
  2. ↑ (en) « Arthropod - Insects, Crustaceans, Arachnids | Britannica », sur www.britannica.com (consulté le )
  3. ↑ Les deux paires distinguent les Crustacés des autres arthropodes : Edward E. Internet Archive, Richard S. Fox et Robert D. Barnes, Invertebrate zoology : a functional evolutionary approach, Belmont, CA : Thomson-Brooks/Cole, (ISBN 978-0-03-025982-1, lire en ligne), p. 606
  4. ↑ a b c d e f et g Reginald Frederick Chapman 1988, p. 8.
  5. ↑ Catherine Loudon 2009, p. 22.
  6. ↑ Catherine Loudon 2009, p. 22. « Antennae are absent in the wingless hexapods belonging to the order Protura and may be extremely reduced in size in some holometabolous larvae. »
  7. ↑ G.S.X.E. Jefferis, L. Luo 2005, p. 429. « In holometabolans, which have the opportunity to resculpt their antennae during metamorphosis, much more elaborate structures can be observed – perhaps most dramatically, the so-called pectinate (or feather shaped) antennae of certain moths, which dramatically increase the receptive surface area. »
  8. ↑ Catherine Loudon 2009, p. 21-22.
  9. ↑ a b c d et e Gullan&Cranston 2005, p. 38.
  10. ↑ a b c et d Keil 1999, p. 10.
  11. ↑ Alessandro Minelli 2015.
  12. ↑ Catherine Loudon 2009.
  13. ↑ Alessandro Minelli 2015, p. 59.
  14. ↑ Elgar et al. 2018, p. 458.
  15. ↑ Imms 316.
  16. ↑ a et b Li-Mei Song, Xue-Min Wang, Jian-Ping Huang, Fang Zhu, Xiang Jiang, Shan-Gan Zhang et Li-Ping Ban, « Ultrastructure and morphology of antennal sensilla of the adult diving beetle Cybister japonicus Sharp », PLOS ONE, vol. 12, no 3,‎ , –0174643 (ISSN 1932-6203, DOI 10.1371/journal.pone.0174643, lire en ligne, consulté le )
  17. ↑ a et b Alessandro Minelli 2015, p. 51.
  18. ↑ Anand Krishnan et Sanjay P. Sane 2015, p. 59.
  19. ↑ Alessandro Minelli 2015, p. 63.
  20. ↑ (en) « Insect antennae », sur www.amentsoc.org (consulté le )
  21. ↑ Thomas A. Keil 2012.
  22. ↑ Anand Krishnan, Sanjay P. Sane 2015, Introduction.

Voir aussi

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Bibliographie

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  • (en) Catherine Loudon, « Antennae », dans Encyclopedia of Insects (Second Edition), Academic Press : Vincent H. Resh, Ring T. Cardé, (DOI 10.1016/B978-0-12-374144-8.00006-0., lire en ligne), p. 21-23.  
  • (en) Reginald Frederick Chapman, The Insects: Structure and Function, New York, Cambridge University Press, (ISBN 978-0-521-57890-5, lire en ligne).  
  • (en) G. S. X. E. Jefferis et L. Luo, « 1.12 - The Development of the Olfactory System », dans Comprehensive Molecular Insect Science, Elsevier, , 421–463 p. (ISBN 978-0-444-51924-5, DOI 10.1016/b0-44-451924-6/00007-7, lire en ligne).  
  • (en) Anand Krishnan et Sanjay P. Sane, « Chapter Three - Antennal Mechanosensors and Their Evolutionary Antecedents », dans Advances in Insect Physiology, vol. 49, Academic Press, , 59–99 p. (lire en ligne).  
  • (en) Rudolf Alexander Steinbrecht, « Structure and Function of Insect Olfactory Sensilla », Novartis Foundation Symposia,‎ , p. 158–183 (DOI 10.1002/9780470514948.ch13).  
  • (en) Thomas A. Keil, « Sensory cilia in arthropods », Arthropod Structure & Development, vol. 41, no 6,,‎ 2012,, p. 515-534, (ISSN 1467-8039, DOI 10.1016/j.asd.2012.07.001, lire en ligne).  
  • P. J. Gullan et P. S. Cranston, The insects : an outline of entomology, Malden, MA : Blackwell Pub., (ISBN 978-1-4051-1113-3, lire en ligne).  
  • Alessandro Minelli, « The insect antenna: Segmentation, patterning and positional homology », Journal of Entomological and Acarological Research, vol. 49,‎ (DOI 10.4081/jear.2017.6680).  
  • Mark A. Elgar, Dong Zhang, Qike Wang, Bernadette Wittwer, Hieu Thi Pham, Tamara L. Johnson, Christopher B. Freelance et Marianne Coquilleau, « Insect Antennal Morphology: The Evolution of Diverse Solutions to Odorant Perception », The Yale Journal of Biology and Medicine, vol. 91, no 4,‎ , p. 457–469 (ISSN 0044-0086, PMID 30588211, PMCID PMC6302626, lire en ligne, consulté le )
  • A. D. Imms, « On the Antennal Musculature in Insects and other Arthropods », Journal of Cell Science, vol. s2-81, no 322,‎ , p. 273–320 (ISSN 0021-9533, DOI 10.1242/jcs.s2-81.322.273, lire en ligne)
  • Thomas A. Keil, « Morphology and Development of the Peripheral Olfactory Organs », dans Bill S. Hansson (ed.), Insect Olfaction, Berlin, Heidelberg, Springer, , 5–47 p. (ISBN 978-3-662-07911-9, DOI 10.1007/978-3-662-07911-9_2)
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