Si vous êtes une personne nerveuse comme moi, vous avez sans doute souvent entendu cette expression. Ce que l’on tend à oublier c’est que bien que nous, les humains, respirions par le nez, ce n’est pas le cas de tous les organismes vivants.

La semaine dernière, je vous entretenais sur les stratégies adoptées par les insectes afin de respirer sous l’eau. J’avais brièvement abordé quelques notions concernant leur système respiratoire et il me semblait fort pertinent d’aborder plus longuement le sujet cette semaine. Question de battre le fer pendant qu’il est chaud, quoi!

Vous aurez donc compris que le premier fait à connaître est le suivant : les insectes ne respirent pas par le nez et ne possèdent pas de poumons. Ils sont plutôt dotés d’un réseau de trachées dont les ouvertures sur l’extérieur, les stigmates, sont habituellement situées le long de l’abdomen et sur le côté du thorax. Chez certains organismes comme les chenilles, les stigmates sont visibles à l’œil nu et forment une série de « points » le long des différents segments de l’abdomen. En revanche, certains groupes possèdent des stigmates situés à d’autres endroits : ceux des tipules sont situés dans leur arrière-train! Finalement, vous aurez compris à la lecture de la chronique de la semaine dernière que les invertébrés aquatiques ont opté pour d’autres stratégies où les stigmates ne sont pas nécessairement visibles (assimilation de l’oxygène par la peau et utilisation de branchies où les stigmates sont recouverts d’une membrane). On distingue d’ailleurs dans la littérature deux notions : le système respiratoire ouvert (stigmates visibles) et le système fermé (stigmates cachés sous une membrane).

À noter que vous entendrez le terme anglais spiracles, qui semble assez souvent utilisé en français pour désigner les stigmates. Certaines des sources francophones consultées pour la présente chronique (dont un livre publié) l’utilisent d’ailleurs, ce qui me fait interroger sur le meilleur terme à utiliser. Mes dictionnaires français m’indiquent une signification pour spiracles qui ne correspond pas à des ouvertures du système respiratoire des insectes. La traduction de l’anglais vers le français proposée dans Le Robert & Collins indique, quant à elle, que spiracle doit être traduit par stigmate. Conclusion de cette petite leçon de français : il faudrait utiliser le terme stigmate!

Les stigmates constituent des valves qui peuvent être ouvertes ou fermées au besoin. Vous avez sans doute déjà remarqué que les insectes peuvent survivre assez longtemps submergés. Je retrouve annuellement des invertébrés de toutes sortes dans ma piscine, que je crois morts. Or, je suis souvent surprise de les voir revenir à la vie. Cette résilience est expliquée par le fait que, lorsque submergés, les insectes vont fermer leurs stigmates de sorte à éviter que l’eau entre dans leur système respiratoire. Bien sûr, éventuellement, les réserves en oxygène se tarissent et l’individu ne peut plus survivre. Toutefois, il peut rester sous l’eau plus longtemps qu’un vertébré ne pourrait le faire. De la même façon, un insecte vivant dans le désert pourra choisir de fermer ses stigmates afin de réduire la perte d’eau.

Si la portion externe du système respiratoire des insectes est simple, il en est autrement pour la partie interne. Les trachées sont décrites comme un réseau de tubes qui parcoure tout le corps des insectes. Ces tubes, qui se divisent ensuite en de plus petites ramifications, les trachéoles, acheminent l’oxygène directement vers les tissus sous forme gazeuse. Les tissus ne sont donc pas alimentés en oxygène par le biais du sang, comme c’est le cas chez les vertébrés – mis à part les chironomes rouges qui possèdent de l’hémoglobine. Le dioxyde de carbone est évacué par ce même réseau, passant des tissus vers l’air. Selon une des sources consultées, les trachées peuvent aussi former à certains endroits des sacs bordés de muscles. La contraction de ces muscles contribuerait davantage à la circulation de l’oxygène.

S’ils n’ont pas de poumons pour inspirer et expirer l’air, comment les insectes respirent-ils? C’est en utilisant leurs muscles pour comprimer leur abdomen qu’ils expulsent l’air vicié de leur système respiratoire. Ensuite, le relâchement des muscles fait en sorte que l’air est aspiré à nouveau dans le réseau de trachées. Cela me fait penser à un jouet en caoutchouc pour enfant (un canard jaune, par exemple) sur lequel on pèse pour faire sortir l’air. Quand on relâche, l’air entre naturellement, sans nécessiter de mécanique supplémentaire. De la même façon, si les insectes dilatent, puis relâchent leur abdomen, le mouvement générera également une entrée et une sortie d’air. C’est le cas, notamment, des criquets. Vous les avez sans doute déjà observés, au repos, alors que leur abdomen s’élargissait et se rétractait. Ils « respiraient »!

Fait intéressant, ce système respiratoire, quoique étrange si on le compare au nôtre, n’est pas particulièrement performant. Comme l’insecte n’est pas muni d’une « pompe » en action constante, comme nos poumons, les individus s’avèrent limités dans la quantité d’air qu’ils peuvent faire circuler dans leur corps. Le taux de diffusion de l’oxygène par le système trachéal ne s’avèrerait pas, non plus, optimal. Cela a pour effet de défavoriser la prolifération des gros individus. C’est d’ailleurs à cause d’une composition atmosphérique passée plus riche en oxygène que certains insectes préhistoriques ont pu atteindre de grandes tailles – ce que l’on n’observe plus de nos jours. Ceci est malheureux pour les insectes, mais sans doute une bonne chose pour nous. Imaginez vivre auprès d’insectes qui atteindraient quelques mètres d’envergure!

Pour en savoir plus

• Borror, D.J. et R.E. White. 1970. Peterson Field Guides – Insects. 404 p.
• Evans, A.V. 2008. Field guide to insects and spiders of North America. 497 p.
• Loiselle, R. et D.J. Leprince. 1987. L’entomologiste amateur. 143 p.
• Marshall, S.A. 2009. Insects. Their natural history and diversity. 732 p.
• McGavin, G. 2000. Insectes – Araignées et autres arthropodes terrestres. 255p.
• About.com. How do Insects Breathe? http://insects.about.com/od/morphology/f/breathing.htm
• L’internaute.com. Comment… respirent les insectes ? http://www.linternaute.com/science/biologie/comment/05/respiration-insectes/comment-respiration-insectes.shtml
• Teaching Biology. How do Insects Breathe? An Outline of the Tracheal System. http://bioteaching.com/how-do-insects-breathe-an-outline-of-the-tracheal-system/
• The Open Door Web Site. Breathing Underwater. http://www.saburchill.com/chapters/chap0023.html
• The Open Door Web Site. The Breathing System of Insects. http://www.saburchill.com/chapters/chap0021.html
• Wikipédia. Appareil respiratoire de l’insecte. http://fr.wikipedia.org/wiki/Appareil_respiratoire_de_l%27insecte