{"id":13951,"date":"2021-07-31T18:44:09","date_gmt":"2021-07-31T16:44:09","guid":{"rendered":"https:\/\/codexvirtualis.fr\/codex\/?page_id=13951"},"modified":"2021-08-03T18:56:06","modified_gmt":"2021-08-03T16:56:06","slug":"le-vol-des-insectes-une-musculature-a-lorigine-des-forces","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/codexvirtualis.fr\/codex\/petites-questions-de-physiologie\/petites-questions-de-physiologie-animale-2019-ouvrage\/le-vol-des-insectes-une-musculature-a-lorigine-des-forces","title":{"rendered":"Le vol des Insectes : une musculature \u00e0 l\u2019origine des forces"},"content":{"rendered":"
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Le vol des Insectes : une musculature \u00e0 l\u2019origine des forces<\/th>\n<\/tr>\n
\nPr\u00e9c\u00e9dent<\/a>\u00a0<\/td>\nLe vol \u00e0 partir de l\u2019exemple des Insectes <\/th>\n\u00a0Suivant<\/a>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/table>\n
\n<\/header>\n

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De mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, les mouvements des animaux impliquent des organes contractiles, les muscles.
\nDe forme allong\u00e9e, les cellules qui les constituent contiennent des unit\u00e9s longitudinales appel\u00e9es myofibrilles, dans lesquelles des prot\u00e9ines fibreuses sont pr\u00e9sentes, dispos\u00e9es parall\u00e8lement \u00e0 leur axe longitudinal.
\nSch\u00e9matiquement, le coulissement des prot\u00e9ines fibreuses les unes par rapport aux autres provoque le raccourcissement des myofibrilles, des cellules et des muscles, processus correspondant \u00e0 la contraction. <\/p>\n

Quelles sont les relations entre muscles et ailes chez les Insectes ?<\/p>\n<\/section>\n

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Les muscles du vol des Insectes : des organes thoraciques ins\u00e9r\u00e9s sur la cuticule<\/h3>\n

Les muscles impliqu\u00e9s dans la mise en mouvement des ailes sont vraisemblablement localis\u00e9s dans le thorax, tagme sur lequel les ailes sont ins\u00e9r\u00e9es.<\/p>\n

De m\u00eame que le Criquet, le Grillon est un Insecte orthopt\u00e8re chez qui les muscles thoraciques sont caract\u00e9ristiques.<\/p>\n

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\"Anatomie
Figure\u00a06.\u00a0Anatomie du thorax de Grillon en coupe transversale (Collection de l’ENS de Lyon) <\/a><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
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Copyright : 2019 – A\u00efmen Belkhiat ; Driss Ben Mouhamed ; James Eav ; Zackaria Mchachti ; Sandrine Heusser<\/p>\n<\/div>\n

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Cette illustration est mise \u00e0 disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution – Pas d’Utilisation Commerciale – Partage dans les m\u00eames conditions 4.0 International.
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Les segments m\u00e9sothoracique et m\u00e9tathoracique du Grillon contiennent des muscles stri\u00e9s s’\u00e9tendant de la r\u00e9gion dorsale \u00e0 la r\u00e9gion ventrale, situ\u00e9s de part et d’autre du tube digestif, parall\u00e8lement aux pleurites.
\nQualifi\u00e9s de dorsoventraux ou de transverses, ils sont ins\u00e9r\u00e9s soit sur les scl\u00e9rites et les sternites, soit sur les tergites et les sternites.<\/p>\n

Des muscles longitudinaux sont \u00e9galement pr\u00e9sents, situ\u00e9s au-dessus du tube digestif et dits dorsaux ou en-dessous et dits ventraux.<\/p>\n

De mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, les muscles sont ins\u00e9r\u00e9s sur la face interne de pi\u00e8ces de cuticule reli\u00e9es par une membrane articulaire.
\nLeur contraction se traduit par un raccourcissement provoquant le d\u00e9placement des pi\u00e8ces de cuticule l’une part rapport \u00e0 l’autre autour de la membrane articulaire.
\nLes muscles exercent une force sur les pi\u00e8ces de cuticule, qui de par leur rigidit\u00e9 la transmettent \u00e0 l’environnement.
\n\u00c0 l’inverse, le rel\u00e2chement des muscles provoque leur allongement et le retour des pi\u00e8ces de cuticule \u00e0 leurs positions originelles.<\/p>\n

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\"Apod\u00e8me
Figure\u00a07.\u00a0Apod\u00e8me du thorax de Grillon en coupe longitudinale (Collection de l’ENS de Lyon) <\/a><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
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Copyright : 2019 – A\u00efmen Belkhiat ; Driss Ben Mouhamed ; James Eav ; Zackaria Mchachti ; Sandrine Heusser<\/p>\n<\/div>\n

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Cette illustration est mise \u00e0 disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution – Pas d’Utilisation Commerciale – Partage dans les m\u00eames conditions 4.0 International.
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Les fibres musculaires sont ins\u00e9r\u00e9es sur l\u2019\u00e9piderme au niveau de desmosomes. Ils sont en relation avec des microtubules traversant les cellules \u00e9pidermiques et reli\u00e9s \u00e0 des h\u00e9midesmosomes associ\u00e9s \u00e0 la face interne de la cuticule. Des fibres en partent et rejoignent la face interne de l’\u00e9picuticule.<\/p>\n

Les fibres musculaires sont ainsi en continuit\u00e9 m\u00e9canique avec la face interne de l’\u00e9picuticule.<\/p>\n

Localement, le t\u00e9gument forme des invaginations appel\u00e9es apod\u00e8mes, sur lesquels les muscles sont ins\u00e9r\u00e9s de la m\u00eame mani\u00e8re. Les muscles dorsaux longitudinaux sont ainsi ins\u00e9r\u00e9s sur des apod\u00e8mes situ\u00e9s \u00e0 l’avant et \u00e0 l’arri\u00e8re des segments m\u00e9sothoracique et m\u00e9tathoracique.<\/p>\n

Comment les muscles prennent-ils part au vol ?<\/p>\n<\/section>\n

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Les muscles du vol des Insectes : une action directe ou indirecte sur les ailes<\/h3>\n

Parmi les muscles thoraciques, certains sont ins\u00e9r\u00e9s \u00e0 la base des ailes au niveau des scl\u00e9rites et d’autres sur les plaques cuticulaires du thorax. <\/p>\n

Quels sont leurs r\u00f4les respectifs ?<\/p>\n

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\"M\u00e9canisme
Figure\u00a08.\u00a0 M\u00e9canisme du vol direct des Insectes (d’apr\u00e8s Richard C. Brusca et Gary J. Brusca) <\/a><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
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Copyright : 2019 – A\u00efmen Belkhiat ; Driss Ben Mouhamed ; James Eav ; Zackaria Mchachti ; Sandrine Heusser<\/p>\n<\/div>\n

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Cette illustration est mise \u00e0 disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution – Pas d’Utilisation Commerciale – Partage dans les m\u00eames conditions 4.0 International.
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Les muscles dorsoventraux ins\u00e9r\u00e9s sur les scl\u00e9rites alaires d’une part et sur le sternite d’autre part sont qualifi\u00e9s de directs. Les muscles dorsoventraux reli\u00e9s aux tergites et aux sternites sont dit indirects.<\/p>\n

Lorsque les muscles dorsoventraux sont contract\u00e9s et les muscles directs rel\u00e2ch\u00e9s, une traction est exerc\u00e9e sur le tergite et les ailes sont relev\u00e9es.<\/p>\n

Inversement, lorsque les muscles dorsoventraux sont rel\u00e2ch\u00e9s et les muscles directs contract\u00e9s, un rel\u00e8vement du thorax intervient ainsi que l’abaissement des ailes.<\/p>\n

Les ailes pivotent autour d’expansions du pleurite.<\/p>\n

Ainsi les muscles dorsoventraux directs, en coordination avec les muscles dorsoventraux indirects, sont parfois les moteurs principaux des mouvements des ailes. Le vol est alors qualifi\u00e9 de direct. Il est rencontr\u00e9 dans quelques groupes d’Insectes comme les Odonates repr\u00e9sent\u00e9s notamment par les Libellules.<\/p>\n

Les muscles directs sont \u00e9galement impliqu\u00e9s dans la d\u00e9termination de l’inclinaison de la surface des ailes ainsi que leur ouverture et leur fermeture. <\/p>\n

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\"M\u00e9canisme
Figure\u00a09.\u00a0 M\u00e9canisme du vol indirect des Insectes (d’apr\u00e8s Richard C. Brusca et Gary J. Brusca) <\/a><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
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Copyright : 2019 – A\u00efmen Belkhiat ; Driss Ben Mouhamed ; James Eav ; Zackaria Mchachti ; Sandrine Heusser<\/p>\n<\/div>\n

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Cette illustration est mise \u00e0 disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution – Pas d’Utilisation Commerciale – Partage dans les m\u00eames conditions 4.0 International.
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\u00c0 l’instar des muscles dorsoventraux indirects, les muscles dorsaux longitudinaux reli\u00e9s aux apod\u00e8mes ant\u00e9rieurs et post\u00e9rieurs sont dits indirects.<\/p>\n

La contraction des muscles dorsoventraux indirects provoque un abaissement du tergite du segment thoracique et le rel\u00e8vement des ailes. Elle est accompagn\u00e9e d’un rel\u00e2chement des muscles dorsaux longitudinaux.<\/p>\n

La contraction des muscles dorsaux longitudinaux est responsable d’un raccourcissement du segment thoracique arquant le tergite et provoquant l’abaissement des ailes. Concomitamment les muscles dorsoventraux indirects sont rel\u00e2ch\u00e9s.<\/p>\n

Ainsi les mouvements des ailes sont principalement dus aux actions coordonn\u00e9es de muscles indirects antagonistes, les muscles dorsoventraux et dorsaux longitudinaux. Elles sont \u00e0 l’origine de d\u00e9formations rapides du m\u00e9sothorax et du m\u00e9tathorax.<\/p>\n

Le vol est dans ce cas dit indirect.<\/p>\n<\/section>\n

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Les muscles du vol des Insectes : un rythme synchrone ou asynchrone<\/h3>\n

La fr\u00e9quence des battements des ailes des Orthopt\u00e8res comme le Criquet, des Odonates comme la Libellule, des L\u00e9pidopt\u00e8res diurnes comme le Soufr\u00e9 ou encore des Col\u00e9opt\u00e8res comme le Hanneton est relativement faible, variant entre 10 et 50 battements par minute. En revanche, elle atteint des valeurs comprises entre 200 et 1000 battements par minute chez les Dipt\u00e8res comme la Mouche et les Hym\u00e9nopt\u00e8tes comme l’Abeille.
\nLa fr\u00e9quence des battements d’ailes varie donc consid\u00e9rablement, posant le probl\u00e8me du contr\u00f4le de l’activit\u00e9 des muscles qui en sont responsables.<\/p>\n

De mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, les contractions des muscles sont contr\u00f4l\u00e9es par le syst\u00e8me nerveux. Les neurones forment avec les cellules musculaires des synapses au niveau desquelles les influx nerveux sont convertis en stimulations des cellules musculaires, provoquant leurs contractions.
\nDans le cas d’une faible fr\u00e9quence de battements d’ailes, chaque contraction musculaire fait suite \u00e0 un influx nerveux. Il existe une synchronisation entre les deux processus, les muscles sont qualifi\u00e9s de synchrones.<\/p>\n

En revanche dans le cas d’une fr\u00e9quence de battements d’ailes \u00e9lev\u00e9e, le d\u00e9lai entre deux battements est inf\u00e9rieur \u00e0 celui s\u00e9parant deux stimulations nerveuses et les r\u00e9ponses musculaires en d\u00e9coulant.
\nLes contractions des muscles sont d\u00e9synchronis\u00e9es des influx nerveux, les muscles sont dits asynchrones.
\nComment leurs contractions sont-elles provoqu\u00e9es ?<\/p>\n

Les muscles asynchrones sont repr\u00e9sent\u00e9s par les muscles indirects. Ils ont la particularit\u00e9 de se contracter en r\u00e9ponse \u00e0 un \u00e9tirement. <\/p>\n

Lorsque les muscles dorsoventraux se contractent, ils provoquent un aplatissement du segment thoracique qui les contient. Leur rel\u00e2chement est responsable d’un retour brutal du thorax \u00e0 sa forme initiale suivi d’un rebond, en raison de l’\u00e9lasticit\u00e9 de la cuticule.
\nLes muscle dorsaux longitudinaux sont alors \u00e9tir\u00e9s et en r\u00e9ponse se contractent. Ils provoquent un raccourcissement du segment thoracique qui les contient. Leur rel\u00e2chement est \u00e0 l’origine d’un retour brutal du thorax \u00e0 sa forme initiale et d’un rebond \u00e9lastique provoquant l’\u00e9tirement des muscles dorsoventraux.
\nL’ensemble muscles-cuticule constitue ainsi un dispositif oscillant. Dans le cas des muscles asynchrones, les stimulations nerveuses initient les battements des ailes et lorsque la fr\u00e9quence atteinte est suffisante les oscillations prennent le relais. Les stimulations nerveuses contribuent ensuite \u00e0 leur maintien.<\/p>\n

L\u2019\u00e9lasticit\u00e9 de la cuticule est due \u00e0 la pr\u00e9sence de r\u00e9siline. \u00c9lastique, cette prot\u00e9ine a la capacit\u00e9 de se d\u00e9former en accumulant de l\u2019\u00e9nergie et de reprendre sa forme d’origine en restituant l’\u00e9nergie accumul\u00e9e. Elle est ainsi responsable du rebond observ\u00e9 lors du retour brutal du thorax \u00e0 sa forme initiale. <\/p>\n

Finalement, les muscles sont de mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale les moteurs du vol du fait de leurs contractions et leurs rel\u00e2chements. Les modalit\u00e9s selon lesquelles ils interviennent sont cependant diverses, qu’il s’agisse des pi\u00e8ces de cuticule sur lesquelles ils agissent ou du d\u00e9clenchement de leurs contractions.<\/p>\n

L’activit\u00e9 musculaire requiert de l’\u00e9nergie, fournie par le m\u00e9tabolisme respiratoire consommant notamment des glucides, des lipides et du dioxyg\u00e8ne. <\/p>\n

Par ailleurs, le vol implique une perception de l’environnement et de la position du corps, une int\u00e9gration des informations et l’\u00e9laboration de r\u00e9ponses.<\/p>\n

Le vol est une fonction int\u00e9gr\u00e9e, impliquant le fonctionnement coordonn\u00e9 de divers organes. <\/p>\n<\/section>\n

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