Lorsqu’une chenille sort de son œuf, elle passe les premières semaines de sa vie à manger autant qu’elle le peut physiquement. Ensuite, il se pend la tête en bas à une feuille ou à une tige et perd sa peau externe pour révéler sa chrysalide. À l’intérieur, le corps de la chenille se décompose et des cellules spécialisées appelées disques imaginaux commencent à former la charpente du papillon qui va émerger. Dans quelques semaines, il sera prêt à s’accoupler et à recommencer le processus.
Le processus de métamorphose C’est si étrange qu’on dirait presque de la science-fiction. Alors, comment un cycle de vie aussi particulier a-t-il évolué ?
Mais d’après James Trumanbiologiste et professeur émérite à l’Université de Washington, quelque chose a changé Il y a 400 millions d’années. Petit génétique les mutations ont donné un aspect différent aux phases adulte et juvénile des insectes – un phénomène appelé métamorphose incomplète. Plutôt que d’éclore sous la forme de minuscules versions d’eux-mêmes adultes, les insectes qui subissent une métamorphose incomplète – appelés insectes hémimétaboles – commencent leur vie dans ce qu’on appelle la phase nymphe.
Les nymphes ressemblent encore à peu près à leurs parents adultes, mais elles ont aussi de petits coussinets où poussent les ailes. Chaque fois que la nymphe mue, les coussinets des ailes se développent davantage, jusqu’à ce que leur mue finale révèle des ailes adultes fonctionnelles. Ce sont ces ailes qui ont fait de la métamorphose incomplète un si grand pas en avant dans l’évolution des insectes : les ailes sont si délicates qu’il serait difficile d’éclore avec des ailes entièrement fonctionnelles, il était donc plus facile pour les ailes de se développer avec les insectes tout au long de leur vie.
Après environ 50 millions d’années supplémentaires, a déclaré Truman, davantage de mutations génétiques ont modifié encore plus les premiers stades de la vie des insectes. Ces changements génétiques ont créé des insectes holométaboliques, qui sont des insectes qui subissent une métamorphose complète. Plutôt que de sortir de leurs œufs sous forme de nymphes, ces insectes ont commencé à émerger sous forme de larves, des créatures ressemblant à des vers qui ne ressemblent en rien à leurs parents.
« L’identité des parents ne se reflète en aucun cas dans l’identité des jeunes. Il n’y a tout simplement aucune ressemblance », a déclaré Truman à Live Science. « Le terme (latin) pour « larve » signifie « masque », et en effet, le stade larvaire masque le stade adulte. »
Avantages évolutifs
Aujourd’hui, il y a environ 5,5 millions d’espèces d’insectes sur Terreet plus que 80% d’entre eux subissent une métamorphose complète. La métamorphose a probablement été un tel succès car elle offre aux insectes de nombreux avantages évolutifs, le premier étant le vol. Les insectes hémimétaboles ont été les premiers animaux à développer des ailes fonctionnelles, et ils ont pris leur envol bien avant les vertébrés.
« Pendant 100 millions d’années, les insectes ont eu l’air comme terrain de jeu », a déclaré Truman. « C’est cette capacité qui a réellement permis aux insectes de prendre le dessus. »
La métamorphose complète présente encore plus d’avantages. Étant donné que les stades de vie des larves et des adultes sont si différents, les juvéniles et les adultes peuvent se spécialiser dans des domaines différents ; en général, les larves passent la majeure partie de leur temps à manger, tandis que les insectes adultes se préoccupent davantage de se reproduire. Dans certains cas, les adultes de certaines espèces, comme papillons de nuit (Actias Luna), n’ont même pas de bouche fonctionnelle ; après la métamorphose, ils passent le reste de leur vie vies courtes trouver un partenaire et ne plus jamais manger.
Mystères de la métamorphose
Bien que les avantages évolutifs d’une métamorphose complète soient clairs, les détails de l’évolution initiale de ce processus complexe restent obscurs.
« Il y a deux écoles principales » Xavier Bellés Roschercheur ad honorem au Conseil national espagnol de la recherche, a déclaré à Live Science dans un e-mail.
Une idée, soutenue par Bellés Ros, propose qu’une métamorphose complète ait évolué à mesure que le stade nymphe se divisait en phases larvaire et nymphale. Le camp opposé, soutenu par des chercheurs dont Truman, soutient que le stade larvaire est issu d’une phase embryonnaire connue sous le nom de pronymphe, la brève phase au cours de laquelle un insecte commence à émerger de son œuf.
Les scientifiques connaissent certains des gènes clés qui contrôlent les stades larvaire, nymphal et adulte des insectes à métamorphose complète. « Chaque étape semble être contrôlée par un gène régulateur principal », a déclaré Truman. Ce qui reste incertain, c’est comment ces mêmes gènes fonctionnent chez des insectes plus simples qui se développent sans transformations aussi drastiques.
Pourtant, les chercheurs affirment que les mystères persistants de la métamorphose font partie de son attrait.
« Après 30 ans de travail (et je travaille toujours), je n’ai percé que quelques mystères », a déclaré Bellés Ros. « Il y a encore beaucoup de travail à faire, un travail qui devrait s’avérer fascinant pour les futures générations d’entomologistes. »
