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Position systématique de l’insecte
Les Plécoptères, l’un des groupes de néoptères les plus primitifs, présentent plusieurs familles parmi lesquels on distingues : les Nemouridae, les Capniidae, les Taeniopterygidae, les Perlodidae, les Leuctridae et les Perlidae. Des études réalisées par Koumba et al. (2017) dans le Parc National de Moukalaba Doudou au Sud-ouest du Gabon pour déterminer la diversité des macroinvertébrés et la qualité des cours d’eau, ont montré la présence des Perlidae. Cette dernière constitue la famille de plécoptères la plus diversifiée au monde, avec plus de 1000 espèces décrites (Mabrouki et al., 2016). La position systématique actuelle de cette insecte est la suivante : Règne des Animales, Embranchement des Arthropodes, Sous embranchement des Hexapodes, Classe des Insectes, Superordre des Polynéoptères (= Orthoptéroides), Ordre des Plécoptères, Famille des Perlidae, Genre P e r l a et Espèces m a r g i n a t a .
Répartition géographique
En dépit de leur faible quantité à travers le monde, l’ordre des Plécoptères comprend plus 3700 espèces existantes (Fochetti & Tierno de Figueroa 2008 ; DeWalt et al, 2018), avec six familles et 500 espèces réparties dans 45 genres dans la région néo-tropicale (Stark et al, 2009, Froelich 2010). En effet, la diversité des plécoptères Asiatique est beaucoup plus grande que celle d’Europe et d’Amérique. Toutes fois, ils sont moins représentés en Afrique (Rufosova et al, 2017). Des études ont été réalisées en Afrique Nord (Maroc, Tunisie et Algérie) et en Europe (France) sur cette insecte, dans le but de déterminer la qualité des cours d’eaux et de faire l’inventaire des macroinvertébrés qui peuplent ces eaux (Mabrouki et al, 2016) et (Ruffoni, 2009). Dans cette même optique, des études réalisées au Gabon par Koumba et al en 2017 sur les macroinvertébrés de différentes cours d’eaux du Parc National de Moukalaba Doudou ont montrés la présence d’une seule famille de Plécoptères (les Perlidae) au côté d’autres insectes comme les Coléoptères, les Diptères, les Ephéméroptères, les Hétéroptères, les Lépidoptères, les Odonates et les Trichoptères. Cette ordre d’insecte est aussi présente dans les autres continents où ont été faites.
Description morphologique
Les plécoptères, insectes à la phase larvaire aquatique, présentent un cycle de développement hémimétabole. Au cour de leur développement, principalement des larves et des adultes sont à distinguer.
Larve
Les larves ont un développement aquatique, qui se déroule par mues successives de quelques mois à deux ou trois ans suivant les zones géographiques et les espèces (Ruffoni, 2009). L’aspect général est semblable à celui de l’adulte mis à part l’absence d’ailes remplacées par des fourreaux alaires chez les larves. Les pièces buccales broyeuses sont bien fonctionnelles ; le régime alimentaire est carnassier ou végétarien (algues, feuilles tombées) (Le Doaré et al, 2006). Elles sont de taille petite à moyenne : 5,09 et 6,63 mm, la tête est aplatie et plus large que longue : le rapport largeur/longueur de la capsule céphalique (y compris les yeux latéraux) varie de 1,1 à 1,37 mm, un corps allongé qui porte toujours deux longs filets caudaux (cerques) à l’extrémité de l’abdomen (Béjaoui et al., 2004). Leurs antennes sont longues, multiarticulées et légèrement plus claires que le reste de la tête. Elles respirent l’oxygène dissout dans l’eau au travers de son tégument ; certaines espèces possèdent des branchies prosternales (sous le coup), coxales (au niveau de l’insertion des pattes sur le thorax) ou anales (à l’extrémité de l’abdomen) (Le Doaré et al, 2006).
La structure des pattes est adaptée à la vie en eau courante. Fémurs et tibias sont aplatis dorsoventralement et garnis postérieurement d’une frange de soies. Les pattes antérieures sont plus courtes que les médianes, elles-mêmes plus courtes que les postérieures. Les trois paires sont munies de fortes griffes qui assurent à la nymphe un bon ancrage sur les substrats (Dejoux, 1981).
Adulte
Les imagos sont des insectes aux ailes membraneuses disposées au repos, à plat sur l’abdomen (d’où le nom scientifique du groupe) (Le Doaré et al, 2006). En effet, les ailes sont disposées chacune au niveau du deuxième et troisième élément du thorax appelés respectivement mésothorax et métathorax, elles sont de tailles différentes, les antérieures généralement plus longues et moins larges que les postérieures qui peuvent se replier sur elles-mêmes (Ruffoni, 2009). Très complexe, la nervation alaire entre en grande partie dans la détermination générique des adultes (Ruffoni, 2009). Leur tête globuleuse leur a valu leur nom français de perles. Deux longues antennes multiarticulées, trois ocelles, des pièces buccales très réduites, un corps allongé assez mou et une paire de cerques caractérisent les amigos. La taille de ces insectes adultes varie entre 3,5 à 30mm (Le Doaré et al, 2006). Malgré les antennes bien développées de l’adulte, ses capacités sensorielles sont jusqu’à présent mal connues. Les antennes sont filiformes, au moins 24 segments et que chaque segment contient au moins un masque, sauf pour les apicaux qui sont pales (CHEN, 2018). Le palpe maxillaire a quatre segments : deux segments basaux les plus longs, troisième segment légèrement plus mince et plus court, segment apical le plus court et le plus mince, environ la moitié de la longueur du troisième segment. Celui labial a trois segments : segment médian le plus long, segment apical le plus court et le plus mince, environ 2/3 de la longueur du segment médian (CHEN, 2018).
Biologie de la reproduction
La plupart des plécoptères adultes ont des organes génitaux symétriques. Alors que dans la superfamille Némouroidea, certains mâles des familles : Brachypterainae, Nemouridae et Capniidae possèdent des paraproctes et des épiproctes asymétriques (Huber et al., 2007). De plus, certaines espèces de Peltoperlidae et de Perlodidae ont également montré des dispositions asymétriques (Zwick et Surenkhorloo., 2005 ; Stark et Sivec., 2007). La détermination de l’asymétrie chez les plécoptères a suggéré l’existence de plusieurs sociétés indépendantes (Zwick, 2000).
Les mâles de Plécoptères recherchent activement les femelles. La communication se déroule grâce aux vibrations : par tambourinage, stridulation ou trémulation. Le tambourinage est le type de communication le plus ancien et consiste à ce que les mâles frappent leur abdomen sur des supports durs pour attirer les femelles de la même espèce. Les femelles non fécondées répondent aux mâles avec des fréquences de tambourinement différentes, ce qui provoque immédiatement chez les mâles la recherche active des femelles. Les appels sexuels peuvent fournir une aide à l’identification des espèces très proches (Le Doaré et al, 2006). Lors de l’accouplement, le mâle se tient sur la femelle afin que ses organes copulateurs puissent s’accrocher à ceux de la femelle. Durant la copulation, de multiples postures d’accouplement sont possibles suivant les espèces. Le plus souvent, le mâle adopte une position oblique sur le dos de la femelle ou s’assied à côté de la celle-ci, puis courbe son abdomen du côté gauche ou droit de la femelle, sonde la plaque sous génitale de la femelle avec les paraproctes ou les épiproctes, et réalise finalement le contact génital (Moreira ,1998). Le transfert des gamètes peut alors se faire par introduction de pénis dans les voies génitales femelles ou utilisation de structures accessoires.
Selon les genres et les espèces, les œufs de plusieurs centaines à plus d’un millier par femelle, sont déposés en vol par petits amas à la surface de l’eau, au contact de laquelle ils se dispersent et se déposent sur le font, voire même déposés sous l’eau par les femelles qui s’immergent leur abdomen en plongée ou en vol (Le Doaré et al, 2009). Ils se développent de 3 semaines à 4 mois et ce développement est bien plus long, plusieurs mois ou années, si les œufs subissent une période de repos (diapause). Le temps d’incubation des œufs dépend de l’espèce et de la température de l’eau et les larves qui viennent d’éclore sont nettement différentes des stades plus âgés et difficilement déterminables. La vie larvaire est la phase active la plus longue chez les Plécoptères (Lubini et al, 2012).
Ecologie
Le régime alimentaire des plécoptères est variable selon les familles, les genres et les espèces. Les pièces buccales sont faibles et mordantes, réduites et non fonctionnelles pour la plupart des espèces (Le Doaré et al, 2006). Certaines espèces sont des prédateurs (Perlidae, Perlodidae, Chloroperlidae), qui se nourrissent de larves d’Ephémères et Chironomides. La majeure partie des plécoptères est principalement herbivore, ils se nourrissent d’algue exemple les Brachypterae, de diatomées et de mousses. D’autres se nourrissent des matières organiques (feuilles et détritus) exemple les Nemouridae et les Leuctridae. Par contre, certaines espèces ne se nourrissent pas étant adultes, dans ce cas, les pièces buccales sont membraneuses et dégénérées (Rufosova et al., 2017). Un grand nombre de plécoptères est présente dans les milieux aquatiques : ruisseaux, fleuves, torrents, lacs, étangs, tourbières entre autres (Ruffoni, 2009). L’écosystème aquatique de la tourbière du cachot recèle un grand nombre de biotopes distincts : les grandes mares acides et profondes, mares en voie d’atterrissement, gouilles du haut-marais intact, gouilles dont le fond est tapissé de feuilles mortes, creuses de pied de mur, failles remplies d’eau, canaux de drainage, ruisselets pérennes, suintants et temporaires, zones marécageuses (Matthey, 2001). Une mosaïque de micro-habitats permet à une multitude de plécoptères de se développer. Chacun d’entre eux ayant des exigences écologiques particulières, une cohorte diversifiée et dense sera favorisée par des combinaisons des substrats, vitesses de courant et hauteurs d’eau diversifiées (Ruffoni, 2009).
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I.1. Position systématique de l’insecte
I.2. Répartition géographique
I.3. Description morphologique
I.3.1. Larve
I.3.2. Adulte
I.4. Biologie de la reproduction
I.5. Ecologie
I.6. Bio indicateur
I.7. Caractérisation moléculaire
CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODE
II.1. Echantillonnage
II.2. Etude génétique
II.2.1. Extraction d’ADN
II.2.2. Migration électrophorétique, coloration et visualisation de l’ADN
II.2.3. La P.C.R du gène nucléaire
II.3. Analyses génétiques
II.3.1. Diversité génétique
II.3.2. Reconstructions phylogénétiques
CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSION
III. RESULTATS
III.1. Les paramètres basiques de la variabilité génétique
III.2. Haplotypes
III.3. Variations génétiques
III.4. Types de substitutions
III.5. Structure génétiques
III.5.1. Distances génétiques
III.5.1.1. Distances intra-groupes et distance globale
III.5.1.2 Distance intergroupes
III.5.2. Différenciation génétiques
III.5.3. Analyses AMOVA
III.5.4. Evolution démographique des populations
III.5.5. Expansion démographique
III.6. Arbres phylogénétiques
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
