Plaques oculaires des collemboles

La vison chez les collemboles:

Les collemboles ne sont pas dotés d'yeux composés comme c'est le cas chez la quasi-totalité des insectes. Leur vision s'effectue à partie d'un groupe d'yeux simples ou ocelles regroupés au sein des plaques oculaires et dont le nombre et la disposition varient suivant les espèces.

Ces caractéristiques relatives aux différentes espèces sont de précieux indicateurs en taxonomie. On remarquera également la présence de soies implantées sur les plaques oculaires. Les illustrations en noir et blanc sont des images réalisées avec un microscope électronique à balayage qui permet de très forts grossissements révélant les répartitions spécifiques des ocelles.

Parfois absents ou réduits (espèces vivant sous la terre), les ocelles sont regroupés sur deux aires oculaires symétriques qui peuvent en comporter chacune un maximum de huit. En général, on observe une répartition de 8+8 ou 2+2 ocelles. Compte-tenu de la faible densité de cellules nerveuses présentes sur les lobes optiques, on peut en déduire que l’acuité visuelle des collemboles doit être probablement très limitée. On notera cependant que la taille, la forme et la distribution des ocelles chez différents individus laisse envisager une certaine pression sélective montrant que ces ocelles contribuent à leur niveau à la survie des collemboles¹.

Ci-contre, plaque oculaire d’un Hypogastruridae gomphiocephalus hodgsoni, espèce présente en Antarctique qui est une des rare capable de survivre sous des climats aussi extrêmes. Le diamètre de chaque œil n’excède pas 10 microns ce qui représente la taille critique d’un œil pour être capable de produire une image. On peut s’interroger sur ce que pourrait être l'image composite produites à partir de chacun des ocelles. Comme chez les insectes ou stemmates des chenilles, ils donnent peut-être des renseignements sur les variations de luminosité. Ce qui est le cas dans un milieu situé entre l'interface air et le sol.

Ci-dessus de gauche à droite : Amas d’ocelles (grossissement x 1500) sur Hypogastrura nivicola². Tête de Sminthuries sp.³. On constate 8+8 ocelles dont 2+2 sont réduits. À propos de la vision des collemboles, une étude⁴ montre que durant leurs migrations sur des zones enneigées, ne présentant donc aucun repère, certaines espèces comme Hypogastrura socialis utilisent leurs yeux pour calculer l’angle d’élévation du Soleil avant d’effectuer un saut. 

Cette étude montre également qu’ils seraient capables de détecter l’angle de polarisation de la lumière. Le schéma que j’ai repris ci-dessus, montre l’orientation et le nombre des sauts effectués par une population testée de 13 individus. Les points de départ de chaque saut répertorié sont matérialisés par les points rouge/jaune. On constate clairement que la distribution des séries de sauts effectue un mouvement autour du Soleil.

Ces résultats sont une parfaite illustration du comportement des populations de collemboles directement impactées par les conditions environnementales, relativement à une perception sensorielle, en l’occurrence la vision.

Quelques exemples d'implantation⁵: 

Implantation des plaques oculaires sur Entomobryomorphe (Orchesella sp.).
Implantation ocelles sur Symphypléone (Sminthurides viridis).

Implantation ocelles sur Poduromorphe (Monobella grassei).

¹: Victor Benno, Meyer-Rochow, Walton A. Reid & Jozsef Gal. An ultrastructural study of the eye of Gomphiocephalus hodgsoni, a collembolan from Antarctica. Polar Biol (2005).
²: Jean-Raymond Bilodeau. Le collembole nivicole ou « puce des neiges ». Bulletin de l’entomofaune n°20 (oct 1998)
³: Image: Palacios-Vargas. J. Sminthurides sp. (2000) microscope électronique.
⁴: Hagvar Sigmund. Long distance directional migration on snow - hypogastrura socialis. Acta zoologica fennica (1995).
⁵: Image début article et"implantation des ocelles":  Philippe Garcelon.