Comment les insectes ont conquis la Terre

Les insectes sont issus d'un ensemble (embranchement) d'animaux très anciens, les arthropodes. Ce sont eux qui ont inventé de nombreux traits caractérisant les insectes.

Il y a bien, bien longtemps...

La planète Terre s'est formée il y a 4,5 milliards d'années. Si la vie est apparue rapidement (probablement il y a 3,8 milliards d'années), elle s'est longtemps exprimée sous forme d'organismes constitués d'une seule cellule. Les premiers animaux multicellulaires furent sans doute des éponges, fixées au fond des océans, il y a 900 millions d'années. Il y a 550 millions d'années apparurent les arthropodes, les ancêtres des insectes.

Les arthropodes inventent carapace et pattes articulées

Le corps des arthropodes est enveloppé dans une carapace, un exosquelette plus ou moins souple, doté d'articulations. Mais surtout, pour la première fois au cours de l'évolution, il est doté de pattes !

Les trilobites voient grand

Les collectionneurs les adorent. Ces arthropodes de quelques centimètres de long, qui ont vécu au fond des océans entre -550 et -250 millions d'années, font de superbes fossiles. Les trilobites ressemblent à des cloportes actuels. On en connaît près de 20 000 espèces différentes ! Dotés, pour la première fois, d'yeux composés de multiples facettes.

Leurs premiers fossiles connus datent de 425 millions d'années, soit après les poissons (-530 millions d'années), mais bien avant les dinosaures (-230 millions d'années) ou les mammifères (-210 millions d'années). Ils ont hérité de leurs ancêtres arthropodes l'exosquelette, les membres articulés, les yeux composés. Avec leurs cousins les myriapodes, les insectes vont massivement investir les terres émergées.

Les insectes sont des arthropodes à la silhouette particulière. Leur corps est divisé en trois parties ou « tagmes » : la tête, le thorax avec trois paires de pattes et un abdomen. Une silhouette reconnaissable entre mille.

Une tête pour voir, sentir, manger...

Sur la tête des insectes, on trouve des pièces buccales adaptées à leur régime alimentaire : des mandibules pour broyer (chez les scarabées ou les criquets), des canaux salivaires chez les insectes suceurs (comme les abeilles), une langue comme chez les papillons. Ils possèdent également des yeux composés de plusieurs centaines de facettes, chacun fonctionnant comme un œil simple, ce qui leur donne une vision très large.

La conquête de l'air

Les premiers insectes ne portaient pas d'ailes. Mais il y a 320 millions d'années, certains se dotent de trois paires d'ailes, une par segment du thorax. Certains en ont perdu par la suite. Aujourd’hui, la plupart des insectes en possède deux paires. Chez les diptères (mouches, moustiques), une seule paire est restée fonctionnelle.

L'abdomen respire

L'abdomen, dernier tagme du corps de l'insecte, renferme les viscères. C'est aussi là que se trouvent les organes reproducteurs. L'abdomen est percé de trachées pour la respiration à l'air libre : des canaux dans lesquels circule l'air ambiant, au gré des contractions qui agitent cette partie du corps.

Un succès fou

Au cours de leur évolution, les insectes ont colonisé de nombreux écosystèmes. On les trouve sous presque tous les climats, sur terre, dans les étendues d'eau douce et même en mer avec certaines punaises aquatiques ! Aujourd'hui, 1,3 million d'espèces d'insectes ont été décrites, ce qui représente les deux tiers des organismes vivants connus.

Les insectes sont très présents dans les gisements fossiles du monde entier. Une mine d'or pour les entomologistes qui les étudient.

Qui fut le premier ?

On n'a pas trouvé de trace fossile du premier insecte ayant vécu sur la planète. Mais en reconstituant l'évolution génétique des espèces actuelles, on estime que l'ancêtre commun de toutes les espèces actuelles est apparu au Silurien (il y a 425 millions d’années), une époque où le règne animal était dominé par les poissons.

« Les premiers insectes étaient avant tout des mangeurs de plantes, ils se nourrissaient de lichens, de mousses, de débris organiques. »

André Nel, entomologiste et professeur au Muséum national d’Histoire naturelle

Les fossiles décrivent l'apparition rapide des grandes familles d'insectes, qui ont survécu à toutes les crises.

Le Carbonifère, début de l'âge d'or

La biodiversité animale de la Terre est dominée par les insectes depuis la fin du Carbonifère (-320 millions d’années). Ils grouillent dans les forêts humides. On y trouve notamment quantité de criquets et sauterelles.

Le Permien, période de diversification

Au Permien (entre -300 et -250 millions d'années), le climat terrestre se réchauffe et s'assèche. Ces changements de climat et de végétation favorisent la diversification des insectes, et les faunes modernes pointent.

L'apparition des grandes familles d'insectes

Les grands ordres d'insectes actuels sont apparus très tôt. Les coléoptères (scarabées, carabes, hannetons, ...) il y a 300 millions d'années, les hyménoptères (abeilles, guêpes, ...), les diptères (mouches, moustiques) il y a 250 millions d'années, et les lépidoptères (papillons) il y a 150 millions d'années.

« Il y a 100 millions d'années, toutes les familles modernes des insectes étaient apparues. Ce fut le cas bien plus tard chez les vertébrés. »

André Nel, entomologiste et professeur au Muséum national d’Histoire naturelle

En interaction continuelle avec le paysage et les autres espèces vivantes, les insectes ont joué un rôle essentiel dans l'apparition des écosystèmes actuels.

Indispensables pollinisateurs

Les plantes à fleurs (angiospermes) sont apparues il y a 140 millions d'années. Les insectes ont dès le début joué un grand rôle dans le transport du pollen d'une fleur à l'autre, assurant ainsi leur fécondation. Une relation gagnant-gagnant qui explique le succès des angiospermes et de leurs pollinisateurs, notamment des papillons et des abeilles. Au sol, d’autres insectes comme les fourmis transportent et enterrent des graines, favorisant la dissémination des plantes.

Équipés pour communiquer

Un fossile du groupe des Titanoptères, découvert dans le Pas-de-Calais, révèle qu'il y a 310 millions d’années, des insectes communiquaient déjà entre eux. Ses ailes présentent en effet des zones semblables à celles qui produisent les crépitements des criquets. En plus, ces zones réfléchissent la lumière dans des directions privilégiées, produisant des flashs comme le fait le papillon Morpho actuel dans une sorte de langage morse lumineux.

Insectes hématophages : se nourrir sur l’autre

Les sédiments de Mongolie Intérieure et du Liaoning ont imprimé les formes de puces géantes (d'environ 2 cm) enfermées là il y a 165 millions d'années. Comme les puces modernes, elles sont dotées d'un organe piqueur qui transperce la peau de leurs hôtes et s'accroche à leurs plumes ou leurs poils. Elles infectaient probablement les dinosaures à plumes.

La collection d’insectes fossiles du Muséum
 

Dossier rédigé en octobre 2022. Remerciements à André Nel, paléoentomologiste et professeur au Muséum national d’Histoire naturelle.