L'évolution des insectes passée aux rayons X : étude des homologies de nervation alaire via la μCT et le registre fossile

Malgré les récentes avancés effectuées dans le domaine de la phylogénie des insectes, de nombreuses questions concernant leur évolution restent encore aujourd’hui sans réponse. Cela est directement lié à la méconnaissance de l’évolution de leurs ailes, qui représentent la grande majorité des fossiles. Cette thèse se propose d’étudier l’évolution des ailes d’insectes via une méthodologie novatrice et intégrative, faisant appel au registre fossile et à la microtomographie à rayons X (µCT).Les ailes sont des structures très anciennes, dont les première traces fossiles remontent à 325 millions d’années. Chez les insectes modernes, les ailes remplissent de nombreuses fonctions, telles que le vol, la protection contre les prédateurs, la communication, le mimétisme, les sens, ou la régulation. Elles sont composées d’une fine membrane soutenue par d’épaisses nervures. Celles-ci sont les principales structures de renfort des ailes mais remplissent également nombre d’autres fonctions (apport en nutriments, et oxygène via les trachées).L’étude des ailes passe en premier lieu par l’étude de leur nervation. Comprendre les homologies de nervation des ailes est donc capital. Les premières tentatives d’unification faites en ce sens à l’échelle des insectes datent d’il y a plus de 130 ans, et d’innombrables chercheurs se sont depuis essayés à l’exercice. Néanmoins, aucun d’entre eux n’a obtenu de soutien unanime de la communauté. Nombreux furent aussi les critères proposés pour étudier la nervation mais tous se confrontèrent à des limites et des exceptions. Au final nombre de questions fondamentales restent encore aujourd’hui sans réponse.L’utilisation de la µCT sur des ailes d’insectes est longtemps restée inaccessible du fait des limites de cette méthode, les ailes étant trop fines, peu denses et petites. Des améliorations concernant notamment la préparation des spécimens sont ici proposées afin de pouvoir utiliser la µCT sur les ailes efficacement.Cette étape méthodologique réalisée, il devient possible d’étudier des problématiques sur l’évolution des ailes des insectes. Dans un premier temps, cette thèse se propose de réviser les plans de nervation des différents ordres d’insectes. Cela passe par une unification autour d’un plan général de nervation. Cette thèse se propose ensuite de réviser la nervation des insectes à très large échelle, et des divers ordres.Ces nouveaux plans de nervation permettent par la suite d’étudier des questions générales d’évolution chez les insectes. La quantité de problématiques alors étudiables défiant l’imagination, cette thèse se concentre uniquement sur trois d’entre elles.La première question étudiée concerne l’évolution de la communication chez les Orthoptéroïdes, et notamment pour l’ordre fossile des Titanoptera.La seconde question étudiée porte sur l’impact d’une contrainte structurelle sur la stabilité intraspécifique de la nervation. Chez les phasmes, plusieurs espèces non directement apparentées présentent des plis particuliers. La présence de ces plis devrait contraindre la nervation, ce qui permet de tester l’hypothèse d’un lien entre contrainte et stabilité de nervation.La troisième question concerne la reproduction chez les Dictyoptera : ceux-ci sont caractérisés par la ponte d’oothèques, quand de nombreux fossiles apparentés en sont exclus car ils possèdent un ovipositeur empêchant la formation de ces oothèques. Or aucun de ces fossiles n’a jamais été placé dans une analyse phylogénétique des Dictyoptera, analyse rendue possible par la révision de la nervation.Pour finir une analyse critique des résultats et caractères d’étude de la nervation est fournie. Elle est suivie d’une ouverture sur les liens entre nervation et fonctions de l’aile et sur des perspectives de recherches dans ce domaine.