La véritable raison pour laquelle les insectes anciens sont devenus si énormes est devenue beaucoup plus mystérieuse.
Il y a trois cents millions d’années, la Terre ne ressemblait en rien à ce qu’elle est aujourd’hui. Les continents étaient réunis en une seule masse continentale appelée Pangée. Autour de l’équateur, de vastes forêts de marais houillers dominaient le paysage. Les niveaux d’oxygène dans l’atmosphère étaient bien plus élevés qu’ils ne le sont actuellement et les incendies de forêt se produisaient fréquemment.
La vie était florissante dans tous les environnements. Les océans étaient remplis de poissons, tandis que la terre abritait des amphibiens, des premiers reptiles, des arthropodes rampants et même des cafards géants. Surtout, les insectes régnaient sur le ciel et certains atteignaient des tailles extraordinaires.
Libellules géantes et griffons
Parmi ces insectes volants se trouvaient des éphémèresespècesavec des envergures de 17 pouces (45 cm) et des géants ressemblant à des libellules s'étendant jusqu'à 27 pouces (70 cm). Ces insectes massifs, souvent appelés « griffons », ont été identifiés pour la première fois à partir d'empreintes fossiles conservées dans des roches sédimentaires à grains fins au Kansas il y a près d'un siècle.
Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont cru que ces énormes insectes ne pouvaient exister que parce que les niveaux d’oxygène dans l’atmosphère étaient environ 45 % plus élevés qu’aujourd’hui. Cette explication de longue date est désormais remise en question par de nouvelles recherches.
La théorie de l'oxygène sur la taille des insectes
Dans les années 1980, les scientifiques ont développé des méthodes permettant de reconstituer la composition des atmosphères anciennes. Ces techniques ont révélé une période de niveaux d’oxygène élevés il y a environ 300 millions d’années.
Une étude de 1995 publiée dans Nature a relié cette période riche en oxygène à la présence d'insectes géants. Les chercheurs ont proposé que les insectes plus gros avaient besoin de plus d’oxygène et que des concentrations plus élevées d’oxygène dans l’atmosphère rendaient leur taille possible.
Cette idée était basée sur la façon dont les insectes respirent. Au lieu de poumons, les insectes s’appuient sur un système trachéal, un réseau de tubes aériens ramifiés qui s’étendent dans tout le corps et se terminent par de minuscules structures appelées trachéoles. L'oxygène se déplace à travers ces trachéoles par diffusion, descendant des gradients de concentration pour atteindre les muscles de vol.
Parce que la diffusion devient moins efficace sur de longues distances, les scientifiques ont estimé que les niveaux d’oxygène plus faibles d’aujourd’hui ne pourraient pas supporter des insectes d’une telle taille. En d’autres termes, on pensait que les insectes volants géants étaient impossibles dans les conditions atmosphériques modernes.
Une nouvelle étude remet en question l’explication de longue date
Une nouvelle étude publiée dans le dernier numéro de Nature offre une perspective différente. Dirigée par Edward (Ned) Snelling de l'Université de Pretoria, l'équipe de recherche a utilisé la microscopie électronique à haute puissance pour examiner la relation entre la taille du corps et le nombre de trachéoles dans les muscles du vol des insectes.
Les chercheurs ont découvert que les trachéoles n’occupent qu’environ 1 % ou moins du muscle de vol chez la plupart des espèces d’insectes. Ce schéma semble également s’appliquer aux énormes griffons qui vivaient il y a 300 millions d’années, y compris ceux mesurant 2 pieds et plus.
Ces résultats suggèrent que les muscles du vol des insectes ne sont pas limités par les niveaux d’oxygène atmosphérique. Les trachéoles occupant très peu de place, les insectes pourraient potentiellement augmenter leur nombre sans contraintes structurelles majeures.
Preuve des animaux modernes
"Si l'oxygène atmosphérique fixe réellement une limite à la taille maximale des insectes, alors il devrait y avoir des preuves de compensation au niveau des trachéoles", a déclaré l'auteur principal Edward (Ned) Snelling, professeur agrégé et Faculté des sciences vétérinaires de l'Université de Pretoria. "Il y a une certaine compensation chez les insectes plus gros, mais elle est insignifiante dans l'ensemble des choses."
Les chercheurs ont également comparé les insectes àvertébrés. Chez les oiseaux et les mammifères, les capillaires du muscle cardiaque occupent environ dix fois plus d’espace que les trachéoles du muscle de vol des insectes.
"En comparaison, les capillaires du muscle cardiaque des oiseaux et des mammifères occupent environ dix fois l'espace relatif que les trachéoles occupent dans le muscle de vol des insectes. Il doit donc y avoir un grand potentiel évolutif pour accélérer l'investissement dans les trachéoles si le transport de l'oxygène limitait réellement la taille du corps", a déclaré le professeur Roger Seymour de l'Université d'Adélaïde.
Un mystère toujours non résolu
Certains scientifiques affirment que l’oxygène pourrait encore limiter la taille des insectes dans d’autres parties du corps ou aux premiers stades du transport de l’oxygène. Pour cette raison, l’idée selon laquelle l’oxygène limite la taille maximale des insectes n’a pas été complètement rejetée.
Cependant, les nouvelles découvertes montrent clairement que la diffusion de l’oxygène dans les trachéoles des muscles du vol n’est pas le facteur limitant. Les chercheurs devront rechercher d’autres explications pour expliquer pourquoi les insectes étaient autrefois si gros.
Les facteurs possibles incluent une prédation accrue par les vertébrés ou des limites physiques liées à la force de l'exosquelette de l'insecte. Pour l’instant, la raison de l’apparition et de la disparition des insectes géants reste une question ouverte et intrigante.
Référence : « L'apport d'oxygène via le système trachéol-musculaire ne contraint pas le gigantisme des insectes » par Edward P. Snelling, Antonia V. Lensink, Susana Clusella-Trullas, Chris Weldon, Philipp Lehmann, John S. Terblanche, Nicholas L. Payne, Jon F. Harrison, Anthony J. R. Hickey, Ashleigh Donaldson, Christian M. Deschodt et Roger S. Seymour, 25 mars 2026,Nature.
DOI : 10.1038/s41586-026-10291-3
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La véritable raison pour laquelle les insectes anciens sont devenus si énormes est devenue beaucoup plus mystérieuse.
Il y a trois cents millions d’années, la Terre ne ressemblait en rien à ce qu’elle est aujourd’hui. Les continents étaient réunis en une seule masse continentale appelée Pangée. Autour de l’équateur, de vastes forêts de marais houillers dominaient le paysage. Les niveaux d’oxygène dans l’atmosphère étaient bien plus élevés qu’ils ne le sont actuellement et les incendies de forêt se produisaient fréquemment.
La vie était florissante dans tous les environnements. Les océans étaient remplis de poissons, tandis que la terre abritait des amphibiens, des premiers reptiles, des arthropodes rampants et même des cafards géants. Surtout, les insectes régnaient sur le ciel et certains atteignaient des tailles extraordinaires.
Libellules géantes et griffons
Parmi ces insectes volants se trouvaient des éphémèresespècesavec des envergures de 17 pouces (45 cm) et des géants ressemblant à des libellules s'étendant jusqu'à 27 pouces (70 cm). Ces insectes massifs, souvent appelés « griffons », ont été identifiés pour la première fois à partir d'empreintes fossiles conservées dans des roches sédimentaires à grains fins au Kansas il y a près d'un siècle.
Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont cru que ces énormes insectes ne pouvaient exister que parce que les niveaux d’oxygène dans l’atmosphère étaient environ 45 % plus élevés qu’aujourd’hui. Cette explication de longue date est désormais remise en question par de nouvelles recherches.
La théorie de l'oxygène sur la taille des insectes
Dans les années 1980, les scientifiques ont développé des méthodes permettant de reconstituer la composition des atmosphères anciennes. Ces techniques ont révélé une période de niveaux d’oxygène élevés il y a environ 300 millions d’années.
Une étude de 1995 publiée dans Nature a relié cette période riche en oxygène à la présence d'insectes géants. Les chercheurs ont proposé que les insectes plus gros avaient besoin de plus d’oxygène et que des concentrations plus élevées d’oxygène dans l’atmosphère rendaient leur taille possible.
Cette idée était basée sur la façon dont les insectes respirent. Au lieu de poumons, les insectes s’appuient sur un système trachéal, un réseau de tubes aériens ramifiés qui s’étendent dans tout le corps et se terminent par de minuscules structures appelées trachéoles. L'oxygène se déplace à travers ces trachéoles par diffusion, descendant des gradients de concentration pour atteindre les muscles de vol.
Parce que la diffusion devient moins efficace sur de longues distances, les scientifiques ont estimé que les niveaux d’oxygène plus faibles d’aujourd’hui ne pourraient pas supporter des insectes d’une telle taille. En d’autres termes, on pensait que les insectes volants géants étaient impossibles dans les conditions atmosphériques modernes.
Une nouvelle étude remet en question l’explication de longue date
Une nouvelle étude publiée dans le dernier numéro de Nature offre une perspective différente. Dirigée par Edward (Ned) Snelling de l'Université de Pretoria, l'équipe de recherche a utilisé la microscopie électronique à haute puissance pour examiner la relation entre la taille du corps et le nombre de trachéoles dans les muscles du vol des insectes.
Les chercheurs ont découvert que les trachéoles n’occupent qu’environ 1 % ou moins du muscle de vol chez la plupart des espèces d’insectes. Ce schéma semble également s’appliquer aux énormes griffons qui vivaient il y a 300 millions d’années, y compris ceux mesurant 2 pieds et plus.
Ces résultats suggèrent que les muscles du vol des insectes ne sont pas limités par les niveaux d’oxygène atmosphérique. Les trachéoles occupant très peu de place, les insectes pourraient potentiellement augmenter leur nombre sans contraintes structurelles majeures.
Preuve des animaux modernes
"Si l'oxygène atmosphérique fixe réellement une limite à la taille maximale des insectes, alors il devrait y avoir des preuves de compensation au niveau des trachéoles", a déclaré l'auteur principal Edward (Ned) Snelling, professeur agrégé et Faculté des sciences vétérinaires de l'Université de Pretoria. "Il y a une certaine compensation chez les insectes plus gros, mais elle est insignifiante dans l'ensemble des choses."
Les chercheurs ont également comparé les insectes àvertébrés. Chez les oiseaux et les mammifères, les capillaires du muscle cardiaque occupent environ dix fois plus d’espace que les trachéoles du muscle de vol des insectes.
"En comparaison, les capillaires du muscle cardiaque des oiseaux et des mammifères occupent environ dix fois l'espace relatif que les trachéoles occupent dans le muscle de vol des insectes. Il doit donc y avoir un grand potentiel évolutif pour accélérer l'investissement dans les trachéoles si le transport de l'oxygène limitait réellement la taille du corps", a déclaré le professeur Roger Seymour de l'Université d'Adélaïde.
Un mystère toujours non résolu
Certains scientifiques affirment que l’oxygène pourrait encore limiter la taille des insectes dans d’autres parties du corps ou aux premiers stades du transport de l’oxygène. Pour cette raison, l’idée selon laquelle l’oxygène limite la taille maximale des insectes n’a pas été complètement rejetée.
Cependant, les nouvelles découvertes montrent clairement que la diffusion de l’oxygène dans les trachéoles des muscles du vol n’est pas le facteur limitant. Les chercheurs devront rechercher d’autres explications pour expliquer pourquoi les insectes étaient autrefois si gros.
Les facteurs possibles incluent une prédation accrue par les vertébrés ou des limites physiques liées à la force de l'exosquelette de l'insecte. Pour l’instant, la raison de l’apparition et de la disparition des insectes géants reste une question ouverte et intrigante.
Référence : « L'apport d'oxygène via le système trachéol-musculaire ne contraint pas le gigantisme des insectes » par Edward P. Snelling, Antonia V. Lensink, Susana Clusella-Trullas, Chris Weldon, Philipp Lehmann, John S. Terblanche, Nicholas L. Payne, Jon F. Harrison, Anthony J. R. Hickey, Ashleigh Donaldson, Christian M. Deschodt et Roger S. Seymour, 25 mars 2026,Nature.
DOI : 10.1038/s41586-026-10291-3
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