Diversité des (Macro-)Arthropodes terrestres (2/2)

Diversité des (Macro-)Arthropodes terrestres (2/2) Julien Pétillon 19/03/2013

Pourquoi nommer les espèces??? Pour distinguer (mais chiffres auraient suffit ou suffisent (Code-barre=DNA bar-coding) ECOLOGIE Pour s amuser / passer le temps Pour évaluer CONSERVATION

RAPPEL Classification ancienne Classification nouvelle (2000) Insectes Ailes Hexapodes Pièces buccales Apterygotes Pterygotes Entognathes Insectes (s.st.) - Collembola - Protoura - Diploura - Thysanoura (Archaeognatha / Zygentoma) 25 Ordres environ - Collembola - Protoura - Diploura Anciens Pterygotes + Thysanoura (s.l.)

RAPPEL Les grands développements 1) Les Hexapodes amétaboles 2) Les Hexapodes métaboles a) Les Hétérométaboles - Hémimétaboles - Paurométaboles b) Les Holométaboles - Larves - Nymphes

I- Développement post-embryonnaire des hexapodes Exuvie de cigale Exuvie et adulte de libellule Développement amétabole larve adulte Développement métabole

1) LES HEXAPODES AMETABOLES Œuf Jeune 1 Jeune 2 Jeune n Adulte 1 (=Imago 1) Adulte 2 (=Imago 2) éclosion mue larvaire mue larvaire mue imaginale mue post imaginale mue post imaginale Entognathes (ex. collemboles) Aptérygotes (ex. thysanoure) Adulte n (=Imago n)

2) LES HEXAPODES (=INSECTES) METABOLES a) Les Hétérométaboles larve adulte larve adulte

Hétérométaboles = exoptérygotes Ptérothèques = ébauches alaires externes

Milieux terrestres Milieux aquatiques ou souterrains HETEROMETABOLES HEMIMETABOLES Œuf éclosion Odonates (ex. demoiselle) Larve 1 Larve 2... mue larvaire mue larvaire Larve n mue imaginale Ephéméroptères Imago = adulte

HETEROMETABOLES PAUROMETABOLES Habitats identiques Œuf éclosion Larve 1 mue larvaire Larve 2 mue larvaire... Orthoptères (ex. criquet) mue larvaire Larve n mue imaginale Imago = adulte Dictyoptères (ex. blatte)

Morphologie externe de la larve de Blatte DICTYOPTERES antennes ptérothèques = fourreaux alaires = ébauches alaires P1 P2 P3

b) Les Holométaboles (endoptérygotes) Nymphes de mouche (pupes) Nymphes de papillon (chrysalides) Nymphe de coccinelle

HOLOMETABOLES Hymenoptères (ex. abeille) Œuf Larve 1 Larve 2 Larve 3 Larve n Nymphe éclosion mue larvaire mue larvaire mue larvaire mue nymphale mue imaginale Coléoptères (ex. scarabés) Imago = adulte

Le ténébrion meunier ou ver de farine adulte nymph e larves

La Piéride du chou adulte œufs larve nymphe

Le hanneton commun ou ver blanc adulte larve

II- Bases de la classification des hexapodes Classification Cl Hexapodes Ss cl Entognathes Types de développement Amétaboles collemboles

Classification Cl Hexapodes Ss cl Entognathes Ss cl Insectes Gpe Aptérygotes O Archéognathes O Zygentomes Types de développement Amétaboles thysanoure

Classification Cl Hexapodes Ss cl Entognathes Ss cl Insectes Gpe Aptérygotes Gpe Paléoptères O Archéognathes O Zygentomes O Ephémèroptères O Odonates Types de développement Amétaboles Hétérométaboles Hémimétaboles Ephéméroptères Odonates (ex. demoiselle)

Classification Cl Hexapodes Ss cl Entognathes Ss cl Insectes Gpe Aptérygotes Gpe Paléoptères O Archéognathes O Zygentomes O Ephémèroptères O Odonates Gpe Polynéoptères O Plécoptères O Phasmoptères O Dermaptères O Orthoptères O Dictyoptères Types de développement Amétaboles Hétérométaboles Hémimétaboles Hétérométaboles Paurométaboles Orthoptères (ex. criquet) Dictyoptères (ex. blatte)

Cl Hexapodes Ss cl Entognathes Ss cl Insectes Gpe Aptérygotes Gpe Paléoptères Classification Gpe Polynéoptères Gpe Paranéoptères O Archéognathes O Zygentomes O Ephémèroptères O Odonates O Plécoptères O Phasmoptères O Dermaptères O Orthoptères O Dictyoptères O Psocoptères O Phthiraptères O Hémiptères O Thysanoptères Types de développement Amétaboles Hétérométaboles Hémimétaboles Hétérométaboles Paurométaboles Hémiptère (ex. punaises)

Classification Cl Hexapodes Ss cl Entognathes Ss cl Insectes Gpe Aptérygotes Gpe Paléoptères Gpe Polynéoptères Gpe Paranéoptères Gpe Oligonéoptères (ici : Ordre des Collemboles) O Archéognathes O Zygentomes O Ephémèroptères O Odonates O Plécoptères (O Phasmoptères) O Dermaptères O Orthoptères O Dictyoptères O Isoptères (O Psocoptères) (O Phthiraptères) O Hémiptères O Thysanoptères O Coléoptères O Hyménoptères O Lépidoptères O Diptères O Nevroptères O Trichoptères Types de développement Amétaboles Hétérométaboles Hémimétaboles Hétérométaboles Paurométaboles Holométaboles

Hymenoptères (ex. abeilles) Oligonéoptères Lépidoptères Coléoptères (ex. scarabés) Diptères (ex. mouches)

Implications 1) Problèmes de connaissances en biologie / écologie (voire échantillonnage) Ainsi des groupes réputés indicateurs ont une vie larvaire (très) mal connue (habitat, régime, )

Implications 2) Problèmes de l identification des larves vs juvéniles

Implications 3) Niveau d identification croissant! A prohiber

Implications 3) Niveau d identification croissant! Exemple

Implications 3) Niveau d identification croissant! A éviter

Implications 3) Niveau d identification croissant! Quoique!

Implications 3) Niveau d identification croissant! A privilégier

Implications 3) Niveau d identification croissant! Encore mieux!

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES - Nombre d espèces : décrites : 20.000; estimées : 300.000 - Aptères, avec une furca (saut ; surtout chez les espèces de surface) et un tube ventral - Le Tube ventral a différentes fonctions : évaluation de l humidité du substrat, échnages hydriques, ioniques et gazeux, adhérence au substrat - Vie à la surface du sol et dans le sol (pores et interstices) - 0.3 mm 2 cm - Saprophages : champignons, bactéries et plantes poussant sur MO déhiscente - Peuvent digérer la cellulose, les tannins et la chitine (bactéries symbiotes dans l estomac)

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES - Développement continu par mues successives - Reproductions sexuées et parthénogénétiques (cette dernière plus fréquent chez espèces dans le sol) - En cas de reproduction sexuée, pas de vraie copulation : émission d un spermatophore - Temps de génération : 40 à 400 jours - En fonction de leur tolérance à la dessication, sont distinguées les espèces : hygrophiles, mésophiles et xérophiles. Espèces de la surface sont généralement plus résistantes. - A contrario, les juvéniles sont souvent moins résistants - Forme de résistance la plus élevée : oeufs

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES Dépôt de spermatophore par Sminthurus Spermatophore de Orchesella cincta

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES Parade : le mâle amène la femelle au-dessus du spermatophore

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES Densités incroyables! Mais peu de biomasses

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES - Densités : 100-100.000/m 2 - Souvent plus de 10 species par habitat

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES Différentes formes en fonction de l habitat : Epigéique: Forte résistance à la déshydratation. Nourriture de forte qualité, donc fortes activités métaboliques qui permettent de longs déplacements. Activité et reproduction saisonnières, avec démographie de type R. Eu-édaphique: Adaptés à la vie dans les pores, donc peu mobile. Jusqu à 40 cm de profondeur, mais souvent limités aux horizons superficiels riches en MO et en micro-flore. En fonction de la météo (pluies), la distribution verticale peut changer. Bien que les conditions environnementales soient plus stables, la nourriture est de moindre qualité, et la stratégie démographique de type K.

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES r K

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES Arthropleona Symphypleona

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES - Espèces vivant dans le sol sont moins exposées aux prédateurs généralistes, mais des prédateurs spécialites existent (Chilopodes Geophilidae). Emission de substances toxiques possible (Onychiurinae). - Espèces de surface exposées à la prédation par araignées et carabiques : Leistus

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES D autres mangeurs de Collemboles Notiophilus Loricera

Collembola ( Puces de terre ) HEXAPODES Allez voir : http://www.collembola.org/

(Thysanoures) Archeognatha (paracerque plus long que cerques) Zygentoma (paracerque à peu près comme que cerques)

Odonates Zygoptères (Ailes jointives au repos) =demoiselles 2 grands groupes («Libellules», masque des larves) Anisoptères (Ailes non jointives, inégales) Larves aquatiques prédatrices, Adultes aériens prédateurs

Ephemeroptères («Ephémères», 3 cerques) Larves aquatiques (ruisseaux,...), Adultes aériens (Montagnes surtout)

Plécoptères («Perles», 2 cerques) Larves aquatiques (ruisseaux bien oxygénés,...), Adultes aériens

(Dermaptera)

(Blattodea)

(Sauterelles et Courtilières)

(Criquets)

(Hétéroptères)

(Thrips / Thysanoptères ailes frangées )

(Isoptères / Termites)

Isoptera (Termites) - Insectes proches des blattes - 3000 espèces répartis dans 6 familles - Symbiotes dans l estomac - Caste des travailleurs : construisent et maintennent le nid, cherchent nourriture, nourrissent les autres castes - Caste des soldats : défense du nid et des travailleurs, dépendant pour la nourriture - Instructions du roi et de la reine - Habituellement 1 reine seulement

Isoptera (Termites ) -Densités jusqu à 10 nids/m² - Parfois plus de 100 espèces par hectare (région tropicale) -Défense du territoire contre les autres colonies et les autres espèces (de termites et de Vertébrés) - Cependant des coopérations existent avec d autres espèces animales - Particulièrement abondants en régions tropicales et sub-tropicales

Isoptera (Termites) Polymorphisme

Lépidoptères («Papillons», Ailes écailleuses) 3 grands groupes Macro-Lépidoptères (Souvent grands, trompe «normale») Micro-Lépidoptères (Petits, trompe souvent réduite) Rhopalocères (Antennes en massue) Hétérocères (Dimorphisme antennaire)

Trichoptères («Phryganes», Ailes à soies) Adultes à ailes soyeuses, ressemblant à un papillon Larves aquatiques, porte-bois

Névroptères Egalement Neuroptera, scission avec les Megaloptera (Sialis et al. récente) Sialis (larve aquatique, Megaloptera) Chrysopa (larve terrestre, prédatrice)

Formicidea (Fourmis) (ordre: Hymenoptera ; Ailes membraneuses ) - Ecosystèmes-ingénieurs - Modifie les profils du sol, porosité, drainage, infiltration, - Beaucoup d espèces commensales, voire parasites (cloportes, coléoptères, etc.) - Attini : fourmis coupeuses de feuilles (Amérique tropicale et sub-tropicale), culture des champignons - A la différence des termites, elles ont colonisé les régions boréales et ne sont pas spécialisées dans l ingestion de la cellulose.

Formicidea (Fourmis) Fort impact sur recyclage de la MO et l oxygénation du sol

Formicidea (Fourmis)

Formicidea (Fourmis) Beaucoup d espèces arboricoles dans les tropiques

Formicidea (Ants Mieren) Allez voir : http://www.formicidae.be

Diptera ( Mouches ) (ordre: Diptera ; 2 ailes antérieures, postérieures réduites) Actives dans des micro-habitats très divers

Diptera ( Mouches ) Asilides avec sa proie

Diptera ( Mouches ) Larves : groupe-clé dans le recyclage des animaux morts

Coleoptera

Coléoptères coprophages (Coleoptera) Sisyphus Recyclage de la matière organiques des herbivores

Carabidae (Carabiques / Carabes) (ordre: Coleoptera ; ailes en étui Ailes antérieures=élytres) Plus riche famille dans monde (60,000 espèces, environ 1500 en France métropolitaine) Morphologie souvent aisément reconnaissable (taille ~ 2-30 mm) Bembidion spp. Radiation adaptative par adaptations écophysiologiques au (micro) habitat

Carabidae (Carabiques - Carabes) Groupe très diversifié, avec quelques espèces endogées (blanches et aveugles)

Carabidae (Carabiques - Carabes) Identification possible, Mais parfois ardue (Amara)

Carabidae (Ground beetles - Loopkevers) Grandes variations entre genres, avec souvent des caractères élytraux Nebria sp. Lisse, noir Callistus sp. Pubesecent, coloré Carabus sp. Sculpture irrégulière

Carabidae (Carabiques - Carabes) Quelques genres atypiques Omophron Clivina Elaphrus

Carabidae (Carabiques - Carabes) (Cicindela) La plupart prédateurs, quelques genres phytophages Plantes et graines (Harpalus and Amara) Carabe doré (Carabus auratus)

Carabidae (Carabiques - Carabes) Mangeurs d escarghots! Licinus depressus découpe la coquille Cychrus sp. À tête étroite

Carabidae (Carabiques - Carabes) La plupart des espèces marchent/courent à la surface du sol ou de la litière Calosoma spp.: prédateurs spécialisés sur chenilles Dromius spp.: Vit sous les troncs

Carabidae (Carabiques - Carabes) Dispersion aérienne possible, mais grande variation entre genres, voire au sein inter et intra-populations Brachyptères Macroptères Polymoprhisme

Références choisies Araignées Hänggi A, Stocklie E, Nentwig W. 1995. Habitats of central European spiders. Série Miscellanea Faunistica Helvetiae, volume 4. Centre suisse de cartographie de la faune, Neuchâtel Harvey PR, Nellist DR, Telfer MG. 2002. Provisional Atlas of British spiders (Arachnida, Araneae), volumes 1 & 2, Biological Records Centre, Huntingdon. Heimer S, Nentwig W. 1991. Spinnen Mitteleuropas. Verlag Paul Parey, Berlin. Hopkin S. 1991. A key to the woodlice of Britain and Ireland. Field Studies 7: 599-650. Oliver PG, Meechan CJ. 1993. Woodlice. Synopses of the British Fauna (New Series), n 49. The Linnean Society of London and The Estuarine and Coastal Sciences Association, London. Roberts MJ. 1987. The Spiders of Great Britain and Ireland. Harley Books, Colchester. Roberts MJ. 1995. Spiders of Britain and Northern Europe. HarperCollins Publishers, Londres. Trautner J, Geigenmüller K. 1987. Illustrated key to the Cicindelidae and Carabidae of Europe. Verlag Josef Margraf, Aichtal. Wise DH. 1993. Spiders in ecological webs. Cambridge University Press, Cambridge.

Références choisies Blandin P., 1986. Indicateurs biologiques et bioévaluation des écosystèmes. Bulletin d Ecologie, 17: 257-267. Harvey P.R., Nellist D.R. & Telfer M.G., 2002. Provisional Atlas of British spiders (Arachnida, Araneae), volumes 1 & 2, Biological Records Centre, Huntingdon, 406 p. Le Péru, 2007. Catalogue et répartition des araignées de France. Revue Arachnologique, 16 : 1-468. Luff M.L., 1998. Provisional atlas of the ground beetles (Coleoptera, Carabidae) of Britain. Biological Records Centre, Huntingdon, 194 p. Maelfait J.-P. & Baert L., 1988. Les araignées sont-elles de bons indicateurs écologiques? Bulletin de la Société scientifique de Bretagne, 59 : 155-160. Maelfait J.-P., Baert L., Bonte D., De Bakker D., Gurdebeke S. & Hendrickx F., 2004. The use of spiders as indicators of habitat quality and anthropogenic disturbance in Flanders, Belgium. In Samu F. & Szinetár Cs. (eds.), Proceedings of the 20 th European Colloquium of Arachnology, Szombathely, 2002. European Arachnology 2002, pp. 129-141. Oliver I. & Beattie A. J., 1993. A possible method for the rapid assessment of biodiversity. Conservation Biology, 7 (3) : 562-568. Oliver P.G. & Meechan C.J., 1993. Woodlice. Synopses of the British Fauna (New Series), n 49. The Linnean Society of London and The Estuarine and Coastal Sciences Association, London, 135 p. Paulian R. & Baraud J., 1982. Faune des Coléoptères de France, II. Lucanoidea et Scarabaeoidea. Encyclopédie Entomologie XLIII. Editions Lechevalier, Paris, 473 p. Skidmore P., 1991. Insects of the British cow-dung community. Field Studies Council, Shrewsbury, 166 p.