Premiers insectes

Le récit

Petits, très nombreux, partout

Regarde autour de toi : une mouche sur la vitre, une fourmi par terre, un moustique le soir. Les insectes sont le groupe d’animaux le plus nombreux de la planète. On en a décrit plus d’un million d’espèces, plus de la moitié de tous les êtres vivants connus, et les scientifiques pensent qu’il en reste beaucoup d’autres à découvrir. On les trouve presque partout : dans les déserts, dans les forêts, dans les grottes, dans les villes. Comment tout cela a-t-il commencé ?

Les arthropodes : des animaux à carapace

Les insectes appartiennent à un grand groupe, les arthropodes, qui comprend aussi les araignées, les scorpions, les crabes, les crevettes et les mille-pattes. Ils ont un trait commun : un squelette externe, une sorte de carapace faite d’une substance dure appelée chitine, et des pattes articulées, c’est-à-dire divisées en segments. D’où leur nom, du grec « pattes articulées ». Pour grandir, ils doivent changer de carapace, dans un processus appelé la mue.

Un vrai insecte a le corps divisé en trois parties : la tête, le thorax et l’abdomen. Il a six pattes attachées au thorax et, en général, deux antennes. Beaucoup ont aussi des ailes. Les plus proches parents des insectes sont, selon les études de l’ADN, les crustacés : les mouches et les fourmis sont donc, à leur façon, des cousines des crevettes.

Le fossile de Rhynie

Le plus ancien fossile attribué (mais contesté) à un insecte vient de Rhynie, en Écosse, le même endroit où se conservent les plantes très anciennes dont nous avons parlé dans la fiche sur les premières plantes. Dans le chert de Rhynie, d’environ 407 millions d’années, on a récolté en 1919 le fragment d’un petit animal, une tête avec deux mandibules, et en 1928 il a été appelé Rhyniognatha hirsti. En 2004, deux entomologistes ont réexaminé ses mandibules : elles avaient une forme typique des insectes qui volent, et c’est pourquoi le fossile a été considéré comme le plus ancien insecte du monde.

Mais le fossile est petit et il n’en reste que très peu. En 2017, deux chercheurs allemands, Joachim et Carolin Haug, ont réanalysé les restes avec des instruments plus modernes et ont proposé que ce ne soit pas un insecte mais un myriapode, c’est-à-dire un parent des centipèdes et des mille-pattes. La question est encore ouverte. C’est pourquoi, aujourd’hui, quand on dit que les insectes ont environ 400 millions d’années, il faut ajouter que la date est discutée.

D’autres indices viennent de l’ADN. En comparant les gènes des insectes d’aujourd’hui et en estimant la vitesse à laquelle ils changent, un grand groupe de chercheurs a calculé en 2014 que les insectes pourraient être nés il y a environ 480 millions d’années, à l’Ordovicien. Les hexapodes (le groupe auquel appartiennent les insectes) incontestés sont en revanche ceux de Rhynie, d’environ 405 millions d’années, comme le petit collembole Rhyniella ; à Gilboa, dans l’État de New York, il y a des cuticules d’arthropodes d’environ 385 millions d’années qui comprennent peut-être d’anciens insectes, mais l’interprétation est provisoire.

L’invention des ailes

Les insectes ont été les premiers animaux à voler, et ils l’ont fait bien avant les oiseaux, les chauves-souris et les ptérosaures. Les premiers insectes ailés sûrs apparaissent dans des roches d’environ 325 à 330 millions d’années, au Carbonifère. Comment les ailes sont nées est l’un des grands mystères de la biologie. Selon une hypothèse, elles dérivent de petits appendices des flancs qui servaient à planer ou à réguler la température ; selon une autre, elles dérivent des branchies d’ancêtres aquatiques. Les études sur les gènes ont donné des arguments aux deux idées.

Les ailes ont permis aux insectes de fuir les prédateurs, de chercher de la nourriture dans des endroits éloignés, d’atteindre les plantes et les fleurs. Ce fut un énorme succès. Au Carbonifère, certains insectes sont devenus gigantesques : les libellules du groupe de Meganeura avaient des ailes larges jusqu’à environ 70 centimètres, parmi les plus grandes jamais portées par un insecte : comme celles d’un petit rapace. Les scientifiques pensent que la grande quantité d’oxygène dans l’air de l’époque, et l’absence d’oiseaux prédateurs, ont permis à ces géants de grandir.