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Comment respirent les insectes ?

 
Par Pauline Bonnet. 17 mai 2019
Comment respirent les insectes ?

Les insectes se trouvent parmi les animaux les plus petits qui habitent notre belle planète. Il y en a de tout type, des volants, des terrestres et des aquatiques, chacun possédant des caractéristiques particulières qui permettent à son espèce de vivre dans des écosystèmes spécifiques.

En bien des sens, les insectes sont différents à la majorité des animaux que nous connaissances, car leur morphologie est différente. Une de ces particularités est leur manière dont ils obtiennent l'oxygène pour survivre. Si vous souhaitez savoir comment respirent les insectes, ne manquez sous aucun prétexte notre article de PlanèteAnimal.

Bonne lecture !

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La respiration des insectes

Le processus de respiration des insectes est différent de celui des autres animaux plus connus, comme les mammifères. Les mammifères, par exemple, se caractérisent par l'obtention de l'oxygène grâce au nez, d'où il passe aux poumons pour être transformé en dioxyde de carbone qui est expulsé lors de l'expiration suivante ; voici l'explication basique du processus de respiration basique chez les mammifères. Néanmoins, chez les insectes, ce mécanisme se produit d'une manière différente. Mais alors... comment respirent les insectes ?

Les insectes prennent l'oxygène extérieur à travers de leurs tissus corporels appelés spiracles, qui se trouvent situés au niveau de leur exosquelette, au niveau de l'abdomen, en forme de trous ou d'ouvertures sur le corps. L'oxygène est emmagasiné dans les spiracles, et est ensuite transporté jusqu'à la trachée, tubes de moindre diamètre qui sont distribués sur tout le corps et qui sont responsables du transport de cet oxygène vers les trachéoles, des sacs mesurant moins de 0,2 micromètre. Ces poches agissent comme les poumons des insectes, elles sont justes situées dans d'autres parties de leur anatomie. Les trachéoles se distinguent comme membranes humides qui permettent l'échange entre les gaz qui proviennent de l'extérieur et ceux qui se trouvent à l'intérieur.

Une fois cette action réalisée, les cellules de l'insecte reçoivent l'oxygène qu'ils nécessitent et expulsent le correspondant dioxyde de carbone au travers des mêmes spiracles. Ce mouvement de gaz se produit dans l'appareil respiratoire des insectes, sans toucher le système circulatoire ou d'autres tissus. En d'autres termes, comment est-ce qu'un insecte incorpore l'oxygène et comment arrive-t-il jusqu'à ses tissus ? Au travers de la respiration cellulaire, exactement comme les humains et tout être vivant composé de cellules. Néanmoins, la respiration cellulaire est la dernière partie du processus, celle qui implique l'échange de gaz, ainsi, si nous souhaitons savoir quel type de respiration ont les insectes, comme nous venons de le voir, ils suivent ce qu'on appelle un système de respiration trachéenne.

Cet appareil respiratoire fonctionne de la même manière pour tous les insectes terrestres, à l'exception des insectes plus petits qui ne doivent réaliser aucun effort pour maintenir le fonctionnement des spiracles. Les spécimens de plus de 3 centimètres réalisent un travail musculaire de plus grande importance pour respirer car leur taux métabolique est plus élevé ; c'est le cas des coléoptères plus connus sous le nom de scarabée.

Comment respirent les insectes ? - La respiration des insectes

Respiration chez les insectes aquatiques

Juste 6% des insectes sont aquatiques. En ce qui concerne le reste, certains d'entre-eux vivent durant les premières de leur développement dans des environnement aquatiques. Comment incorporent-ils l’oxygène dans ces cas là ? Comment respirent les insectes aquatiques ?

Adaptation des insectes aquatiques

En fonction de l'espèce, se présentent différents mécanismes pour que les insectes puissent obtenir l'oxygène. Comme pour les insectes terrestres, les aquatiques comptent sur un système trachéale, qu'ils utilisent de manière différente grâce à diverses adaptations. Voici les adaptations :

  • Trachée hydrophobe : il empêche l'entrée de l'eau dans l'organisme de l'insecte, y compris les spiracles sont dépliées afin de réaliser le processus de respiration. C'est la méthode utilisée par les larves des moustiques.
  • Tube ou siphon respiratoire : ce sont des tubes capables de casser la tension de la superficie de l'eau. Les larves des diptères appartenant au genre Eristalis utilisent cette adaptation.
  • Poils hydrophobes : avec l'intention de retarder les visites à la surface de l'eau, certaines espèces ont développé des poils capables de soutenir des bulles d'air qu'ils utilisent pour extraire l'oxygène. On les retrouve chez les insectes du genre Notonecta.
  • Plastron aérifère : les plastrons sont des bulles incompressibles grâce auxquelles l'insecte ne se trouve pas dans l'obligation de se diriger à la surface afin de respirer. Les plastrons se forment grâce à la présence de poils hydrophobes dans la cuticule du corps de l'insecte, et ils participent à un échange constant d'air sans jamais laisser la bulle se détruire. Les insectes du genre Aphelocheirus (hémiptère) et Elmis (coléoptères) possèdent des plastrons.
  • Branchies trachéales : à la place où devraient se trouver les trachéoles, certains insectes développent des fines extensions foiliaires que l'on peut voir sur l'extérieur du corps, ce sont les branchies trachéales. Les larves du sous-ordre des zygoptères et des trichoptères utilisent ce système.

Avec ces adaptations, les insectes ont développé trois types de respiration.

Types de respiration des insectes aquatiques

Les trachées, siphons et poils hydrophobes, les plastrons et les branchies trachéales sont des adaptations développés par les insectes aquatiques pour obtenir de l'oxygène des manières suivantes :

  • Obtention de l'oxygène de l'air : pour obtenir de l'oxygène directement de l'air, l'insecte utilise les siphons, les trachées et les poils hydrophobes. Il y a trois manières :
  1. Briser la tension de la surface de l'eau et utiliser les trachées hydrophobes pour obtenir de l'oxygène. Quand celle-ci se termine, l'insecte soit retourner à la surface.
  2. Briser la tension de la surface et utiliser les siphons pour obtenir de l'oxygène. Dans ce cas, l'insecte doit garder le siphon étendu pour respirer.
  3. Briser la tension de la surface et utiliser les poils hydrophobes pour créer une bulle d'air. La bulle d'air finie, l'insecte doit remonter à la surface pour répéter le processus.
  • Obtention de l'oxygène au travers de l'eau : c'est le cas de la respiration cutanée et de l'utilisation des branchies et des plastrons. Pour savoir comment respirent les insectes grâce à ces méthodes, continuez la lecture de notre prochain paragraphe :
  1. Respiration cutanée : certaines espèces qui évoluent dans des espaces aquatiques présentent ce qu'on appelle cuticule ou pellicule externe à travers de laquelle ils absorbent les gaz de l'oxygène qu'ils trouvent dans l'eau. Dans ce type de respiration, l'oxygène est obtenu directement de l'eau. Grâce à cette méthode, le liquide n'entre pas dans le système trachéale parce que l'insecte est capable de maintenir fermées les spiracles jusqu'à ce que l'oxygène se finisse. Ce type de respiration est utilisée par les larves des genres Simulium et Chironomus (diptères).
  2. Respiration trachéale : cette méthode consiste en l'obtention de l'oxygène de l'environnement aquatique, sans la nécessité de s’approcher de la surface. Dans ces cas, les branchies couvrent le réseau de trachéen des insectes, et à partir d'elles, l'oxygène se distribue de la manière décrite précédemment.
  3. Plastrons : ils se forment grâce à la présence de poils hydrophobes dans la cuticule du corps de l'insecte, ces poils maintiennent un échange constant d'air sans que la bulle se détruise.
  • Obtention de l'oxygène par les plantes : les insectes aquatiques peuvent aussi obtenir de l'oxygène grâce aux plantes submergées. Pour ce faire, ils pressent les spiracles jusqu'à ce qu'ils atteignent l'aérenchyme des plantes, une zone de tissu avec des cellules intercellulaires où les plantes stockent l'oxygène (vous pouvez les voir en coupant la tige d'une plante aquatique et vous observerez des petits trous séparés). Les insectes qui obtiennent l'oxygène de cette manière sont les larves des genres Donacia (coléoptères) et Chrysogaster (diptères), et les larves et les pupes du genre Notiphila (diptères).

Ainsi, vous voyez combien la respiration des insectes est bien plus complexe et variée, en fonction de leur environnement, les insectes respirent donc d'une manière ou d'une autre.

Comment respirent les mouches ?

Les mouches, ces insectes si courants de nos foyers, utilisent le même système de respiration trachéale que le reste des insectes terrestres. La spiracle à travers laquelle rentre les particules d'oxygène se trouve situé dans l’abdomen. À partir de là, elles sont transportées par les tubes de la trachée jusqu'aux trachéoles, la destination finale de cet oxygène.

Les trachéoles contiennent le fluide trachéal, chargé de dissoudre les molécules d'oxygène pour le distribuer dans l'intégralité de la mouche. Ce processus se produit en quelques secondes seulement et est ininterrompu, y compris quand la mouche vole. Néanmoins, durant le vol les insectes ont besoin de consommer une plus grande quantité d'oxygène et, ainsi, le flux reçu doit être plus important. Bien que les spiracles se distendent pour laisser passer une plus grande quantité d'air, ce n'est absolument pas suffisant pour les niveaux d'oxygènes dont les mouches ont besoin pour respirer en volant. Dû à ça, la mouche agrandit son thorax ainsi que le système trachéen, ce qui multiplie la capacité des trachéoles. Grâce à ce système, la mouche est capable de traiter jusqu'à 350 millilitres d'air par heure, au lieu des 50 millilitres dont elle a besoin quand elle est au repos.

Maintenant que vous savez comment respirent les insectes, si vous souhaitez connaître plus de curiosités sur elles, jetez un coup d’œil sur les articles suivants : Combien de temps vit une mouche, Comment faire fuir les mouches

Comment respirent les insectes ? - Comment respirent les mouches ?

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Bibliographie
  • Gefaell Borrás, J.; Regueira Marcos, L.; Valera Reuco, N. (2017, 30 de mayo). Respiración en insectos. Fisiología animal II.
  • Ask a Biologist. ¿Cómo respiran los insectos? Arizona State University. Disponible en: https://askabiologist.asu.edu/C%C3%B3mo-respiran-los-insectos
  • Chapman, R. F. (2013). The insects. Structure and funtion. Cambridge University Press, UK.

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