L’une des hypothèses les plus populaires sur l’évolution des insectes a du plomb dans l’aile. Ou plutôt, de l’oxygène. Elle semblait pourtant si satisfaisante pour l’esprit : la taille gigantesque de certains insectes fossiles n’aurait pu être atteinte que dans l’atmosphère anormalement riche en oxygène du carbonifère et du début du Permien, une période connue pour sa végétation luxuriante.
Les dimensions de certaines des espèces, qui vivaient il y a 300 millions d’années, ont en effet de quoi impressionner. Avec 70 centimètres d’envergure pour une masse de plus de 100 grammes, la libellule géante Meganeuropsis permiana détient le record. Or, le mécanisme qui fournit l’oxygène aux cellules d’insectes est très différent du nôtre. Chez les mammifères et les oiseaux, la circulation sanguine achemine les gaz respiratoires dissous entre les poumons et les organes. Le sang, mis en mouvement par la pompe cardiaque, approvisionne tous les tissus grâce au réseau des capillaires, quelle que soit la taille de l’organisme.
Chez les insectes, le réseau des trachées et trachéoles véhicule l’oxygène à l’état gazeux jusqu’au niveau des cellules elles-mêmes. Aux extrémités de ce réseau, seule la diffusion permet à l’oxygène de circuler dans les trachéoles, puis vers les cellules. Pour la favoriser, deux leviers possibles : augmenter la teneur en oxygène ou diminuer la distance à franchir.
Plasticité du développement
Depuis les années 1960, cette contrainte avait conduit à postuler que la taille maximale possible pour les insectes était limitée par la proportion d’oxygène dans l’air. Sa chute de 30 %-35 % à 15 %-20 % entre le début et la fin du Permien aurait ainsi été responsable d’extinctions massives, et de la disparition du gigantisme chez les insectes. Dans notre air à 21 % d’oxygène, la plus grande libellule actuelle, Petalura ingentissima, devrait désormais se contenter d’une envergure de 16 centimètres.
Pourtant, la plasticité du développement des insectes laisse une marge d’amélioration : dans des conditions expérimentales pauvres en oxygène, deux études ont montré que la densité des trachéoles augmente dans les muscles des ailes de mouches drosophiles. Une question se pose alors : la densité théorique de trachéoles, qui permettrait à un insecte de la taille de M. permiana de vivre et de voler dans l’atmosphère actuelle, est-elle effectivement hors d’atteinte ?
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Source:
www.lemonde.fr