Les Membracides, des OVNI dans la forêt amazonienne.

Publié le 7 Décembre 2016

Je voulais vous présenter quelques curiosités dignes de science fiction vues lors de ma virée en Guyane et dont je n’avais jamais imaginé l’existence.
Ainsi ces insectes, les Membracides ont retenu mon attention par leurs formes vraiment inhabituelles.
 
Que penser de ces excroissances plumeuses  à l’extrémité de l’abdomen et de leurs couleurs kitch. Ce  ne sont  pas des monstres en plastiques fabriqués dans les studios Disney  ou créatures issues d'un film à effets spéciaux.
Cela ne ressemble à rien et en tout cas,  à rien de connu.

Les autres membres de la famille Membracides, ressemblent  pour l'un à une dragée à 6 pattes, pour l'autre à un plumeau de ménage, ou à une lampe de décoration à fibres optiques, ou à un hélicoptère avec des  protubérances  sur le toit,  ou à du n’importe quoi mais ils sont innovants!
C’est pourquoi j’ai essayé d’en savoir un peu plus.

Je suis tombé sur cet article de deux chercheurs du CNRS qui travaillent sur ces insectes.
Ils ont découvert que les Membracides sont des insectes un peu spéciaux.
Tous les  insectes sur terre n’ont développé  que deux paires d’ailes sur les segments thoraciques 2 et 3.
Par suite des évolutions génétiques, un retour en arrière des gènes, a fait apparaitre les Membracides voici 50 millions d’années. Ces insectes se caractérisent par le développement d’une troisième paire d’ailes. Oui, vous avez bien lu, trois paires d’ailes.
Comme ce n’est pas très pratique pour voler, question synchronisation des mouvements des trois paires, ces ailes ont évolué pour se transformer en toutes sortes d’appendices décoratifs ou de camouflage, à vous de juger.
Les Membracides sont voisins des Hémiptères, famille comprenant les cigales, insectes piqueurs-suceurs de sève et  musiciens comme chacun sait.

membracides photos internet dont Umbonia crassicornis  Marshal Hedin
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Voici l’article qui explique la rétroévolution des gènes des Membracides.

« Notre laboratoire s'intéresse à la biologie du développement embryonnaire, nous explique Benjamin Prud'homme, mais aussi aux variations de ce développement entre différentes espèces et nous cherchons à relier ces différences à l'histoire évolutive des lignées. » Après avoir étudié au microscope la liaison entre le thorax et le casque, l'équipe a suivi la formation de la structure durant le développement embryonnaire. Elle est gouvernée, comme une grande part de l'anatomie, par un groupe de gènes appelés Hox, que l'on retrouve chez la plupart des animaux, y compris les vertébrés.

Pendant le développement de l'embryon, ces gènes Hox s'expriment (s'activent) selon un axe avant-arrière et contribuent à la formation des membres. Chez les insectes, ils répriment la formation des ailes dans les segments du corps en construction, sauf dans les segments thoraciques 2 et 3. Sans eux, les insectes auraient de nombreuses ailes ! À partir de ce schéma, les insectes, prolifiques, ont diversifié leur anatomie. Les ailes de la seconde paire se développent normalement, comme chez la libellule, ou deviennent balanciers chez les diptères, comme la mouche, ou bien encore les ailes de la première paire se muent en élytres chez les coléoptères.

 

En a et b, les images au microscope électronique à balayage de deux stades nymphaux (espèce Publilia sp.) : on repère les futures ailes (en bleu, marquées W) sur le segment 2 du thorax (T2) et le casque (en rose, marqué H) sur le premier segment (T1). En d et e, ces structures se sont formées. L'image c est une coupe du thorax de la nymphe, où l'on devine le casque (H). En f et g, les coupes (correspondant aux flèches de l'image d) montrent les articulations du casque (helmet joint) et d'une aile (wing joint). © Benjamin Prud’homme et al./Nature 

Des bribes de l’histoire des insectes et de leurs ailes

Les membracides ont innové : ils développent des pseudo-ailes sur le segment 1 du thorax. « Ce que nous avons montré, c'est que le casque et les ailes ont une même origine embryologique et génétique» résume Benjamin Prud'homme. Les articulations sont là, même si les deux « ailes » fusionnent. Pour les chercheurs, c'est le résultat d'une longue histoire. « Les premiers insectes n'avaient pas d'ailes du tout, raconte Benjamin Prud'homme. Elles ont dû apparaître il y a 350 à 400 millions d'années. Elles ne servaient sans doute pas à voler puisqu'elles sont peut-être apparues chez des insectes aquatiques ! Il y a 350 millions d'années, tous les segments du corps, y compris l'abdomen, en portaient. Puis il y a eu réduction du nombre pour parvenir il y a 250 millions d'années environ aux deux paires d'ailes sur le thorax. Et il y a 50 millions d'années, les membracides, ou leurs ancêtres, ont libéré la formation d'ailes sur le premier segment thoracique, lesquelles, aujourd'hui, sont devenues ce casque ».

Alors que les autres insectes ont fait disparaître ou modifié leurs ailes, les membracides ont inventé un nouvel appendice... Pourquoi les membracides et seulement eux ? C'est un mystère. « Tous les insectes ont conservé la possibilité de faire pousser des ailes sur tous leurs segments, souligne Benjamin Prud'homme, contrairement au cas des membres des vertébrés. On le voit lorsqu'on provoque des mutations. Mais des ailes supplémentaires sont sans doute gênantes pour le vol et l'évolution ne retient pas cette solution. Chez les membracides, ces ailes servent à autre chose, au camouflage en l'occurrence. »

Reste à comprendre les détails de l'affaire et en particulier pourquoi les gènes Hox n'empêchent pas la formation de ces pseudo-ailes alors que, l'équipe l'a prouvé, les gènes Hox s'y expriment. « Nous pensons que les changements évolutifs touchent plutôt le programme génétique de formation des ailes ; ces gènes seraient devenus insensibles à la répression par le gène Hox », commente Nicolas Gompel dans le communiqué du CNRS. L'explication remet en cause la manière dont les gènes Hox dirigent le développement de l'embryon. Ces extraordinaires membracides ouvrent donc un nouveau chapitre de la biologie, qu'il reste à écrire...

Les Membracides, des OVNI dans la forêt amazonienne.

Rédigé par ANAB

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