Les Collemboles L’organe postantennaire ou « PAO » (Post Antennal Organ) est un organe sensoriel chimio-récepteur qu’on rencontre chez certains collemboles. Cependant, des familles comme les Entomobryidae n’en possèdent pas et, par exemple, chez certains Sminthurididae, cet organe prend la forme d’un petit bulbe en forme de cheville. Chez les Tomoceridae, Stephen.P.Hopkin1 remarque qu'une partie des collemboles peut en être pourvue durant le stade juvénile, bien que ce ne soit pas le cas pour toutes les espèces. L'absence de PAO a même conduit les scientifiques à en déduire que cet organe n'était pas vital pour le collembole.
La structure du PAO a longtemps été un important critère taxonomique (en particulier chez les Onychiuridé) mais, chez d’autres familles, il présente aussi une diversité de forme ou de localisation.
L’illustration ci-dessus montre le PAO chez trois familles distinctes. De gauche à droite : Odontellidae (Superodontella lamellifera), Isotomidae (Isotomurus maculatus), Onychiuridae (Kalaphorura burmeisteri).
On peut noter que chez cette dernière famille (Onychiuridae), le PAO consiste en une rosace qui s’étire en longueur et qui porte au moins une trentaine de protubérances lisses ou lobées disposées dans un sillon allongé, alors que chez les Isotomidae, le PAO consite en une plaque cuticulaire ovale ou en forme de corne élevée au-dessus de la surface cuticulaire environnante. Chez Hypogastrura socialis, le PAO prend l’allure d’une protubérance à quatre lobes situés dans une fosse peu profonde.
À propos de la diversité des PAO, on peut dire que la forme et l’apparence de cet organe diffèrent sensiblement selon les familles, bien que sa structure interne demeure la même au sein d’une famille donnée.
L’organe post-antennaire est généralement constitué d’un système de pores de taille infime (5 à 10 nanomètres) organisés sur une unique cellule sensorielle, dotée de segments ciliaires externes ramifiés, connectée au système nerveux central. Ces pores (ci-dessous2) ont une fonction olfactive et jouent très probablement aussi le rôle de sonde thermique et hygrométrique.
Dans un autre ouvrage3 qui reprend les clefs d’identification des espèces, Stephen P. Hopkin propose des planches concernant le PAO qui soulignent leurs éléments de différentiation. Le montage photo ci-dessous, réalisé à partir de ce document, en montre un aperçu. On peut noter que les illustrations 2, 3, 4 et 5 sont issues de PAO de quatre espèces distinctes appartenant à une même famille (Neanuridae).
1.Ceratophysella denticulata (Hypogastruridae) - 2. Anurida thalassophila, 3. Anuridella marina, 4 .Anurida granaria, 5. Annurida tullbergi (Neanuridae) - 6.Deuteraphorura inermis (Onychiuridae).
Bien que toutes leurs fonctions ne soient pas encore totalement connues, les chercheurs qui disposent de moyens d’investigation puissants (Séquençage ADN, microscope à balayage électronique, chromatographie, etc…) parviennent aujourd’hui à mieux les appréhender.
Par exemple, une étude4 qui entre dans le cadre de l’enrichissement de la base de données « COLTRAIT » (PDF cliquer ici), ayant pour objet de lier les traits morphologiques des collemboles aux caractéristiques du milieu où ils évoluent, fait apparaitre, en ce qui concerne le PAO, que sa présence ou son absence semblent associés à deux traits, selon un modèle particulier :
- Présence de PAO ⇒ Antennes courtes.
- Absence de PAO/furca longue ⇒ Antennes longues.
Remarque : Conscient d’être très réducteur dans ma restitution parcellaire de cette étude, je ne m’attarderai pas, en effet, sur les critères relatifs à la qualification des échantillons étudiés ou la prise en considération de nombreux préalables permettant d’obtenir des résultats significatifs. J’en reprendrai simplement trois courts extraits pour apporter un éclairage sur la partie de ses conclusions relative au PAO.
« Lorsque l’on sélectionne un groupe d’espèces sur la base de leur représentativité dans un milieu donné, les espèces retrouvées essentiellement dans des milieux fermés sont caractérisées par une absence de PAO et une furca « courte » ou absente. A l’inverse, la longueur relative des antennes ne semble pas entrer en jeu dans la caractérisation des espèces relativement au niveau de fermeture de leur milieu ».
Les investigations ont donc permis de mettre en évidence l’importante du PAO dans la caractérisation des communautés, en fonction du niveau d’ouverture ou de fermeture du milieu et d’établir pour les espèces étudiées une corrélation entre le nombre de lobes du PAO et l’ouverture du milieu dans lequel ces collemboles évoluent.
« Le milieu ouvert étant un milieu plus changeant (hygrométrie, température etc.), le PAO pourrait alors être un atout dans la perception de ces changement défavorables/favorables et permettrait à l’individu de se déplacer en conséquence ».
Outre le niveau d’ouverture d’un milieu, le facteur profondeur peut également être corrélé avec certaines autres adaptations morphologiques comme la taille ou le niveau de développement de la furca, des antennes, et des organes visuels.
« Les caractères supposés permettre l’adaptation au milieu ouvert c'est-à-dire un déplacement rapide et des organes sensoriels nombreux pour capter les variations environnementales plus importantes (furca longue, antennes longues, PAO) sont aussi ceux qui conditionnent un mode de vie épigé5 ».
En ce qui concerne les capacités olfactives* du collembole, il est raisonnable de supposer que les chimio-récepteurs du PAO puissent jouer un rôle, au même titre que d’autres organes, comme les organes antennaires (revoir l’image de droite de l’illustration en début d'article qui montre les deux organes antennaires « OA3 »).
Sources :
1. « Biology of the springtails »
2. Montage effectué d’après images d’un Archisotoma sp. Par R.Jordan et E.Baquero.
3. A key to the Collembole ( Springtails) of Britain and Ireland :https://www.field-studies-council.org/shop/publications/springtails-aidgap/
4. Enrichissement de la Base de donnees COLTRAIT
5. Les milieux « épigés » sont localisés immédiatement sous la strate herbacée, en surface du sol ou d’un substrat naturel comme des feuilles mortes.