Cerque
appendices situés à l'extrémité de l'abdomen de l'insecte
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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)
Forceps
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
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].
Cerques chez une libellule (Anisoptera)
Cerques chez une demoiselle (Zygoptera)
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Chez les naïades (larves) des odonates, des éphémères et des plécoptères, on retrouve également ces appendices caudaux à l'extrémité de l'abdomen.
Ephéméroptères
Orthoptères et dictyoptères
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].
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
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.
