Jambe d’arthropode

Les insectes et leurs parents sont des hexapodes, ayant six pattes, reliées au thorax, chacune avec cinq composants. Dans l’ordre du corps, ce sont la coxa, le trochanter, le fémur, le tibia et le tarse. Chacun est un segment unique, à l’exception du tarse qui peut être de trois à sept segments, chacun appelé tarsomère.

Morphologie fondamentale des pattes d’insectes

Schéma d’une jambe d’insecte typique

Une patte d’insecte représentative, telle que celle d’une mouche domestique ou d’une blatte, comporte les parties suivantes, dans l’ordre de la plus proximale à la plus distale:

• coxa
• trochanter
• fémur
• tibia
• tarse
• pré-tarse.

Associés à la jambe elle-même, il existe divers sclérites autour de sa base. Leurs fonctions sont articulaires et ont à voir avec la façon dont la jambe s’attache à l’exosquelette principal de l’insecte. Ces sclérites diffèrent considérablement entre les insectes non apparentés.

Coxaemodifier

Zabalius aridus montrant l’anatomie complète des jambes, y compris les plantules sous chaque tarsomère

La coxa est le segment proximal et la base fonctionnelle de la jambe. Il s’articule avec le pleuron et les sclérites associés de son segment thoracique, et chez certaines espèces, il s’articule également avec le bord du sternite. Les homologies des différents sclérites basaux sont sujettes à débat. Certaines autorités suggèrent qu’ils dérivent d’une sous-coxie ancestrale. Chez de nombreuses espèces, la coxa a deux lobes où elle s’articule avec le pleuron. Le lobe postérieur est le méron qui est généralement la plus grande partie de la coxa. Un méron est bien développé chez les Periplanètes, les Isoptères, les Neuroptères et les Lépidoptères.

TrochanterEdit

Le trochanter s’articule avec la coxa mais est généralement attaché rigidement au fémur. Chez certains insectes, son apparence peut prêter à confusion; par exemple, il a deux sous-segments dans l’Odonata. Chez les hyménoptères parasites, la base du fémur a l’apparence d’un deuxième trochanter.

Femmemodifier

Acanthacris ruficornis, jambes saltatoriales, fémurs avec attaches musculaires bipennées, épines sur les tibias douloureusement efficaces dans un coup de pied défensif

Chez la plupart des insectes, le fémur est la plus grande région de la jambe; il est particulièrement visible chez de nombreux insectes aux pattes saltatoriales car le mécanisme de saut typique consiste à redresser l’articulation entre le fémur et le tibia, et le fémur contient la musculature bipennée massive nécessaire.

Tibiedit

Le tibia est la quatrième section de la jambe typique de l’insecte. En règle générale, le tibia d’un insecte est mince par rapport au fémur, mais il est généralement au moins aussi long et souvent plus long. Près de l’extrémité distale, il y a généralement un éperon tibial, souvent deux ou plus. Dans l’Apocrita, le tibia de la patte antérieure porte un grand éperon apical qui s’adapte sur un espace semi-circulaire dans le premier segment du tarse. L’espace est bordé de poils en forme de peigne et l’insecte nettoie ses antennes en les tirant à travers.

Tarse

Mouche voleuse (Asilidae), montrant des tarsomères et des pretarsi avec des ongues, des pulvilli et des empodia

Le tarse ancestral était un segment unique et chez les Protura, Diplura et certaines larves d’insectes existantes, le tarse est également segmenté. La plupart des insectes modernes ont des tarses divisés en sous-segments (tarsomères), généralement environ cinq. Le nombre réel varie avec le taxon, ce qui peut être utile à des fins de diagnostic. Par exemple, les Pterogeniidae ont de manière caractéristique des tarses antérieurs et médians à 5 segments, mais des tarses postérieurs à 4 segments, tandis que les Cerylonidae ont quatre tarsomères sur chaque tarse.

Le segment distal de la jambe typique de l’insecte est le préparsus. Chez les Collemboles, les Protures et de nombreuses larves d’insectes, le préparsus est une seule griffe. Sur le pretarsus, la plupart des insectes ont une paire de griffes (ungues, unguis singuliers). Entre les ongues, une plaque médiane d’unguitracteur soutient le pré-tarse. La plaque est attachée à l’apodème du muscle fléchisseur des ungues. Chez les Néoptères, les parempodes sont une paire symétrique de structures provenant de la surface extérieure (distale) de la plaque unguitractrice entre les griffes. Il est présent chez de nombreux hémiptères et presque tous les hétéroptères. Habituellement, les parempodes sont hérissés (sétiformes), mais chez quelques espèces, ils sont charnus. Parfois, les parempodes sont réduits en taille de manière à presque disparaître. Au-dessus de la plaque unguitractrice, le préparsus se développe vers l’avant en un lobe médian, l’arolium.

Webspinner, Embia major, patte avant montrant un tarsomère élargi, qui contient les organes filants de soie

Les embioptères (Embioptères) ont un tarsomère basal élargi sur chacune des pattes antérieures, contenant les glandes productrices de soie.

Sous leurs pretarsi, les membres des diptères ont généralement des lobes appariés ou des pulvilli, ce qui signifie « petits coussins ». Il y a un seul pulvillus en dessous de chaque onguis. Les pulvilli ont souvent un arolium entre eux ou autrement un poil médian ou empodium, c’est-à-dire le lieu de rencontre des pulvilli. Sur la face inférieure des segments tarsiens, il y a fréquemment des organes ou des plantes ressemblant à des pulvilles. L’arolium, les plantules et les pulvilli sont des organes adhésifs permettant à leurs possesseurs de grimper sur des surfaces lisses ou raides. Ils sont tous des excroissances de l’exosquelette et leurs cavités contiennent du sang. Leurs structures sont recouvertes de poils tenents tubulaires dont les sommets sont humidifiés par une sécrétion glandulaire. Les organes sont adaptés pour appliquer les poils étroitement sur une surface lisse de sorte que l’adhérence se produise par des forces moléculaires de surface.

Variations de l’anatomie fonctionnelle des pattes d’insectes.

Bruchid à fémora puissant utilisé pour s’échapper des graines à carapace dure

La jambe thoracique typique d’un insecte adulte est adaptée à la course, plutôt qu’à creuser, à sauter, à nager, à la prédation ou à d’autres activités similaires. Les pattes de la plupart des cafards sont de bons exemples. Cependant, il existe de nombreuses adaptations spécialisées, notamment:

• Les pattes antérieures des Gryllotalpidae et de certains Scarabaeidae sont adaptées à l’enfouissement dans la terre.
• Les pattes antérieures des Mantispidae, des Mantodea et des Phymatinae sont adaptées pour saisir et retenir des proies d’une manière, tandis que celles des Gyrinidae sont longues et adaptées pour saisir de la nourriture ou des proies d’une manière tout à fait différente.
• Les pattes antérieures de certains papillons, comme de nombreux Nymphalidae, sont tellement réduites qu’il ne reste plus que deux paires de pattes de marche fonctionnelles.
• Chez la plupart des orthoptères, les pattes postérieures sont saltatoriales; ils ont des fémurs fortement musclés et bipennés et des tibias droits et longs adaptés au saut et, dans une certaine mesure, à la défense par des coups de pied. Les altises comme les membres de la sous-famille des Halticinae ont également de puissants fémors postérieurs qui leur permettent de sauter de manière spectaculaire.
• D’autres coléoptères aux pattes postérieures spectaculairement musclées peuvent ne pas être du tout saltatoriales, mais très maladroites; par exemple, certaines espèces de Bruchinae utilisent leurs pattes postérieures gonflées pour se frayer un chemin hors des graines à carapace dure de plantes telles que Erythrina dans lesquelles elles ont grandi jusqu’à l’âge adulte.
• Les pattes des Odonates, les libellules et les demoiselles, sont adaptées pour saisir des proies dont les insectes se nourrissent en vol ou en position assise sur une plante ; elles sont presque incapables de les utiliser pour marcher.
• La majorité des insectes aquatiques utilisent leurs pattes uniquement pour nager, bien que de nombreuses espèces d’insectes immatures nagent par d’autres moyens tels que se tortiller, onduler ou expulser l’eau par jets.