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POURQUOI
 
Mars 2007

Pourquoi les insectes sont-ils de petite taille ?

Une fourmi de 18 mètres… ça n'existe pas, à part dans les films de science-fiction. Pas plus qu'un moustique de taille humaine ou une sauterelle grosse comme un chat. Pourquoi donc les insectes sont-ils si petits ? Hasard évolutif ou nécessité physique ?

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La taille des insectes est limitée pour 2 raisons : l'absence de squelette interne et leur système respiratoire. © H. Faure/J-P Fortune, Galerie Photos de L'Internaute
"Imaginons une guêpe de taille humaine : ses organes sont écrasés les uns sur les autres"

Ce n'est pas par hasard si les mouches, abeilles et autres insectes ne dépassent pas la taille d'un doigt. Il y a deux raisons à cela.

D'abord, les insectes sont des arthropodes, ce qui signifie qu'ils possèdent un corps mou, entouré d'un squelette externe. A l'intérieur de leur carapace, donc, aucun soutien contre la gravité. Tant qu'ils sont suffisamment petits, tout va bien. Du fait de leur petite taille, les insectes vivent dans des "mondes physiques" qui les soumettent à des contraintes différentes : la force de gravité, c'est à dire le poids des organes à l'intérieur se trouve en équilibre avec les forces de surface.

Mais tous les animaux sont soumis aux mêmes règles physiques. Imaginons une guêpe de taille humaine : les forces de surfaces qui agissent sur ses organes internes deviennent négligeables face à la gravité. Ses organes sont donc écrasés les uns sur les autres et risquent d'exploser au moindre choc. Pas étonnant donc, que de tels organismes n'existent pas !

Respiration critique

Ensuite, il y a le problème de la respiration. Car les insectes ne possèdent ni poumons, ni branchies, ni circulation sanguine. L'air se balade et diffuse librement dans leur corps, entrant et sortant par des petits trous, les spiracles, reliés entre eux par des tuyauteries appelées trachées. Lorsque l'insecte se développe, les tubes trachéaux se rallongent pour atteindre les tissus centraux, et sont plus nombreux pour satisfaire les demandes en oxygène d'un corps plus grand.

Certes le système trachéal s'agrandit pour atteindre des membres plus longs, et les tuyaux augmentent en diamètre ou en nombre afin de répondre à la demande d'oxygène supplémentaire. Mais cette augmentation de taille atteint un seuil critique aux jointures où les pattes et le corps se réunissent. La taille de cette jointure limite la taille de la trachée qui y passe, l'apport en l'oxygène et donc le développement de l'insecte. Par exemple, les coléoptères ne peuvent pas se développer au-delà d'environ 15 centimètres. C'est justement la taille (sans les antennes) du plus grand coléoptère connu : le scarabée longicorne Titanus giganteus, en Amérique du sud. Exit, donc, les guêpes de 1 m de long !

Pourtant, au Paléozoïque, il y a 300 millions d'années, il existait des insectes géants, comme des libellules de 75 centimètres. C'est probablement la concentration plus élevée en oxygène qui a permis aux insectes ces tailles respectables : la proportion d'oxygène dans l'air était de 35% à cette époque, contre 21% aujourd'hui. Or, lorsque la concentration en oxygène est élevée, l'insecte a besoin de plus petites quantités d'air pour satisfaire ses demandes en oxygène. Le diamètre trachéal peut ainsi être plus étroit et fournir encore suffisamment d'oxygène pour un insecte beaucoup plus grand.

Bref, les lois de la biologie et de la physique ne permettent pas à des fourmis de 18 m d'exister sur la Terre actuelle, mais avec plus d'oxygène et moins de gravité, pourquoi pas ?


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