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Cerque

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Forceps

Cerque
Cerques en forme de pinces d'un perce-oreille mâle.

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Les cerques sont des appendices situés à l'extrémité de l'abdomen de certains insectes (sur le segment 11) qui ressemblent à des antennes. Le mot vient du grec ancien « kerkos », qui signifie « queue ». Ces organes peuvent avoir des rôles sensoriels très variés :

  • perception de la gravité[1] pour l'orientation
  • perception de flux d'air et détection de prédateurs (comme chez les grillons, les blattes, les mantes ou les poissons d'argent)[2]
  • rôle dans l'accouplement
  • moyens de défense (comme chez les dermaptères, aussi appelés perce-oreille)
  • capture de proie (chez les diploures du genre Japyx)

Certains Hexapodes basaux, comme les Thysanoures, possèdent en plus des cerques un troisième organe central qui ressemble à un cerque. On parle de filament terminal, et cette structure n'est pas considérée comme un cerque.

Enfin, les cerques ont disparu chez certains groupes d'insectes, ou sont réduits à une structure vestigiale[3],[4].. Comme leur nom l'indique, les Acercaria (poux, thrips, Hemiptères comme les punaises, cigales ou pucerons) n'ont pas de cerques. Les pucerons possèdent des structures situées à l'arrière de leur abdomen qui ressemblent à des cerques, les siphunculi, mais ces structures n'ont rien à voir avec les cerques. Chez les Holométaboles, les cerques sont fortement réduits ou disparus, à l'exception de certains Diptères et Mécoptères.

Sur le plan de l’ontogénie, le développement des cerques suit les grandes étapes de l’embryogenèse des insectes : les ébauches cercales apparaissent après la segmentation au niveau des segments abdominaux postérieurs, puis s’allongent et se segmentent à mesure que se met en place l’épiderme définitif et que se produit la fermeture dorsale. La mise en place de la fonction sensorielle des cerques apparaît comme un événement tardif mais rapide de l’ontogénie[5].

Odonates

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Chez les odonates, le mâle possède à l'extrémité postérieure de l'abdomen une paire d'appendices anaux supérieurs que l'on nomme « cerques ». Ces crochets copulatoires permettent d'accrocher la femelle derrière la tête durant l'accouplement. Ces pièces copulatrices accessoires sont uniques à chaque espèce et permettent l'identification de celle-ci[6].

Chez les naïades (larves) des odonates, des éphémères et des plécoptères, on retrouve également ces appendices caudaux à l'extrémité de l'abdomen.

Ephéméroptères

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Ils sont aussi présents chez certains éphémères, où ils pourraient servir à la stabilisation du vol chez les adultes, même si aucune étude des forces aérodynamiques n'a été faite à ce jour, et la perception de mouvements de l'eau chez les larves[7].

Orthoptères et dictyoptères

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Les cerques sont très développés chez de nombreuses espèces de grillons, de blattes et de mantes religieuses. Ils sont couverts de 4 types de poils sensoriels différents : poils filiformes mécanosensoriels (perception de flux d'air et potentiellement de champ électriques), poils clavate (perception de la gravité), poils de type bristle et sensilles campaniformes (contact)[8]. Les poils filiformes sont impliqués dans la perception de flux d'air et diffèrent par leur longueur et leur sensibilité directionnelle[9]. Ils sont insérés dans des chaussettes et innervés par un neurone bipolaire dont le corps cellulaire se situe dans le tégument et dont l’axone rejoint le nerf cercal. Un courant d'air en laboratoire allant de l'infrason au Khz, ou la signature aérodynamique d'un prédateur en approche[10] recruterait les poils filiformes (déflexion du poil, ouverture de canaux mécanosensibles et dépolarisation du neurone sensoriel associé) selon un schéma temporel particulier[11] et déclencherait des réponses anti-prédateur variées: saut, course, immobilisation[12],[13]. Les poils sont très sensibles et sont l'un des organes les plus sensibles du monde vivant : il suffirait de moins d'un dixième de l'énergie d'un photon pour activer le neurone sensoriel associé au poil ![14] Ce constat à conduit au développement de MEMS bioinspirés[15].

Zoom sur les cerques et les poils filiformes du grillon Gryllus pennsylvanicus

Les axones des neurones des poils filiformes vont jusqu’au ganglion abdominal terminal, où ils se projettent dans une carte organisée topographiquement, chaque poil convergeant vers une région définie. Dans le ganglion abdominal terminal, un petit nombre d’interneurones géants, reçoivent en entrée des synapses excitatrices provenant des afférences cercales, et des synapses provenant d'interneurones locaux non-spiking[16]. Les potentiels d'action produits par les interneurones géants sont relayés vers les ganglions thoraciques et le cerveau central[17], déclenchant une réponse d'urgence rapide, ou une réponse plus préparée.

Chez les sauterelles et les criquets, les cerques sont beaucoup plus réduits[18]. Leur écologie visuelle semble beaucoup plus développée que chez les grillons[19].

Dermaptères

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Les cerques les plus représentatifs sont les "pinces" des dermaptères (perce-oreilles), aussi appelés forceps[20]. À l'exception de certains sous-genres, les forceps sont impliqués dans la défense, ou encore comme armes de combat chez les mâles pour l'accès aux femelles.

Notes et références

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  1. ↑ H. Droogendijk, M. J. de Boer, R. G. P. Sanders et G. J. M. Krijnen, « A biomimetic accelerometer inspired by the cricket's clavate hair », Journal of the Royal Society, Interface, vol. 11, no 97,‎ , p. 20140438 (ISSN 1742-5662, PMID 24920115, PMCID 4208377, DOI 10.1098/rsif.2014.0438, lire en ligne, consulté le )
  2. ↑ (en) Yoshichika Baba et Hiroto Ogawa, « Cercal System-Mediated Antipredator Behaviors », dans The Cricket as a Model Organism: Development, Regeneration, and Behavior, Springer Japan, , 211–228 p. (ISBN 978-4-431-56478-2, DOI 10.1007/978-4-431-56478-2_14, lire en ligne)
  3. ↑ (en) Lajos Zombori, Dictionary of Insect Morphology, Walter de Gruyter, , p. 40
  4. ↑ John S. Edwards et John Palka, « Insect neural evolution—a fugue or an opera? », Seminars in Neuroscience, evolving Neural Functions, vol. 3, no 5,‎ , p. 391–398 (ISSN 1044-5765, DOI 10.1016/1044-5765(91)90029-N, lire en ligne, consulté le )
  5. ↑ (en) John Stuart Edwards et Su-Wan Chen, « Embryonic development of an insect sensory system, the abdominal cerci ofAcheta domesticus », Wilhelm Roux's archives of developmental biology, vol. 186, no 2,‎ , p. 151–178 (ISSN 1432-041X, DOI 10.1007/BF00848176, lire en ligne, consulté le )
  6. ↑ Pilon, JG. et D. Lagacé.1998. Les Odonates du Québec. Entomofaune du Québec. (ISBN 2-9802763-2-4)
  7. ↑ (en) Barbara L. Peckarsky, Angus R. McIntosh, Brad W. Taylor et Jonas Dahl, « PREDATOR CHEMICALS INDUCE CHANGES IN MAYFLY LIFE HISTORY TRAITS: A WHOLE-STREAM MANIPULATION », Ecology, vol. 83, no 3,‎ , p. 612–618 (ISSN 0012-9658, DOI 10.1890/0012-9658(2002)083[0612:PCICIM]2.0.CO;2, lire en ligne, consulté le )
  8. ↑ (en) R. K. Murphey, W. W. Walthall et G. A. Jacobs, « Neurospecificity in the Cricket Cercal System », Journal of Experimental Biology, vol. 112, no 1,‎ , p. 7–25 (ISSN 0022-0949 et 1477-9145, DOI 10.1242/jeb.112.1.7, lire en ligne, consulté le )
  9. ↑ (en) M. A. Landolfa et G. A. Jacobs, « Direction sensitivity of the filiform hair population of the cricket cereal system », Journal of Comparative Physiology A, vol. 177, no 6,‎ , p. 759–766 (ISSN 1432-1351, DOI 10.1007/BF00187634, lire en ligne, consulté le )
  10. ↑ (en) Paul Clémençon, Thomas Steinmann, Sylvia Anton et Claudio Lazzari, « Perception of aerodynamical looming stimuli », Current Biology, vol. 35, no 22,‎ , p. 5560–5571.e4 (ISSN 0960-9822, PMID 41187755, DOI 10.1016/j.cub.2025.10.012, lire en ligne, consulté le )
  11. ↑ (en) Thomas Steinmann et Jérôme Casas, « The morphological heterogeneity of cricket flow-sensing hairs conveys the complex flow signature of predator attacks », Journal of The Royal Society Interface, vol. 14, no 131,‎ (ISSN 1742-5689 et 1742-5662, PMID 28637919, PMCID 5493808, DOI 10.1098/rsif.2017.0324, lire en ligne, consulté le )
  12. ↑ (en) Eran Tauber et Jeffrey M. Camhi, « The Wind-Evoked Escape Behavior of the Cricket Gryllus Bimaculatus : Integration of Behavioral Elements », Journal of Experimental Biology, vol. 198, no 9,‎ , p. 1895–1907 (ISSN 0022-0949 et 1477-9145, DOI 10.1242/jeb.198.9.1895, lire en ligne, consulté le )
  13. ↑ (en) Joanne Westin, Roy E. Ritzmann et Donald J. Goddard, « Wind-activated thoracic interneurons of the cockroach: I. Responses to controlled wind stimulation », Journal of Neurobiology, vol. 19, no 7,‎ , p. 573–588 (ISSN 1097-4695, DOI 10.1002/neu.480190702, lire en ligne, consulté le )
  14. ↑ (en) Tateo Shimozawa, Jun Murakami et Tsuneko Kumagai, « Cricket Wind Receptors: Thermal Noise for the Highest Sensitivity Known », dans Sensors and Sensing in Biology and Engineering, Springer, , 145–157 p. (ISBN 978-3-7091-6025-1, DOI 10.1007/978-3-7091-6025-1_10, lire en ligne)
  15. ↑ (en) Gijs J. M. Krijnen, Harmen Droogendijk, Ahmad M. K. Dagamseh et Ram K. Jaganatharaja, « Crickets as Bio-Inspiration for MEMS-Based Flow-Sensing », dans Flow Sensing in Air and Water: Behavioral, Neural and Engineering Principles of Operation, Springer, , 459–488 p. (ISBN 978-3-642-41446-6, DOI 10.1007/978-3-642-41446-6_17, lire en ligne)
  16. ↑ (en) Kota Shirahata, Hisashi Shidara et Hiroto Ogawa, « Subcellular Information Processing in Mechanosensory Non‐Spiking Interneurons », European Journal of Neuroscience, vol. 62, no 10,‎ (ISSN 0953-816X et 1460-9568, DOI 10.1111/ejn.70331, lire en ligne, consulté le )
  17. ↑ (en) « https://journals.physiology.org/action/cookieAbsent », sur American Physiological Society (DOI 10.1152/jn.00254.2025, consulté le )
  18. ↑ (en) G. S. Boyan, J. L. D. Williams et E. E. Ball, « The wind-sensitive cercal receptor/giant interneurone system of the locust,Locusta migratoria », Journal of Comparative Physiology A, vol. 165, no 4,‎ , p. 495–510 (ISSN 1432-1351, DOI 10.1007/BF00611237, lire en ligne, consulté le )
  19. ↑ F Claire Rind, « Recent advances in insect vision in a 3D world: looming stimuli and escape behaviour », Current Opinion in Insect Science, vol. 63,‎ , p. 101180 (ISSN 2214-5745, DOI 10.1016/j.cois.2024.101180, lire en ligne, consulté le )
  20. ↑ Chez le perce-oreille
v · m
Tête
Thorax
Abdomen ou Gastre
Exosquelette
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