Ultrastructure des soies et des glandes des coussinets adhésifs ("hairy pads") du Timarcha tenebricosa

Abstract

Un déplacement adapté au substrat est un élément essentiel à la survie de diverses espèces. Certains types de substrats nécessitent que les animaux développent des structures adhésives particulières. Dans certains taxons d’insectes, les structures adhésives sont des coussinets velus sur la face ventrale des segments tarsaux dont les poils sont appelés soies. Grâce à la sécrétion d’un liquide entre le substrat et les soies, ces insectes sont capables de générer des forces élastocapillaires permettant l’adhésion.

L’objectif principal de ce travail est de caractériser les soies adhésives des coussinets adhésifs des segments tarsaux du Timarcha tenebricosa en décrivant leur morphologie externe, leur structure interne ainsi que l’ultrastructure du système glandulaire leur étant associé. Ensuite, les mesures effectuées permettront de valider l’une ou l’autre hypothèse sur la façon dont la surface adhésive des insectes augmente en fonction du poids de l’insecte. Enfin, nous tenterons de trouver des preuves en faveur de l’une ou l’autre hypothèse sur l’origine des soies adhésives. Les observations en microscopie électronique à balayage ont mis en évidence la présence de trois types de soies adhésives chez les mâles et deux types de soies adhésives chez les femelles. On retrouve des soies pointues, des soies en spatule et des soies discoïdes chez le mâle alors que les femelles ne possèdent que les deux premiers types. Les mâles possèdent des coussinets avec une aire un tiers plus grand que celle des femelles, cependant ces dernières possèdent plus de soies par unité de surface. Malgré cela, ce sont les mâles possèdent la plus grande surface adhésive, notamment grâce aux soies discoïdes. Ces soies semblent être une adaptation à la structure en écailles des élytres des femelles, sur lesquels les mâles s’attachent lors de l’accouplement. Par ailleurs, une comparaison de nos données avec celles précédemment acquises sur une autre chrysomèle, Gastrophysa viridula, montre que les deux espèces possèdent des coussinets adhésifs semblables (nombre de soies et structures cellulaires) à l’exception de la surface des coussinets qui est 25 fois plus grande chez Timarcha tenebricosa.

Les observations en microscopie optique et électronique à transmission ont mis en évidence la présence d’un canal dans les soies qui, selon les données de la littérature, devraient transporter une émulsion liquide d’une phase aqueuse et d’une phase lipidique. Nous avons également pu voir que chaque soie adhésive était associée à une cellule glandulaire épidermique sécrétrice dont la membrane apicale forme une invagination et est en contact avec le canal interne de la soie. Le second type de glandes pouvant intervenir dans l’adhésion est composé de glandes dermiques, pluricellulaires. Les cellules sécrétrices de ces glandes sont reliées à la surface de la cuticule par un canal et par lequel elles pourraient sécréter leur production. Toutefois, la présence de glandes quasi identiques en association avec les soies mécanoréceptrices de la face dorsale des tarses ne plaide pas en faveur d’une intervention dans l’adhésion mais plutôt pour leur implication dans un rôle habituel dans la cuticule.

Enfin, nos observations nous ont également permis de voir que les soies adhésives présentent de nombreuses caractéristiques des soies mécano-chémoréceptrices. Ces résultats mènent à penser que les soies adhésives dérivent de soies mécano-chémoréceptrices dont certaines cellules auraient dégénéré.