PHÉROMONES

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Phéromones des animaux invertébrés

La présence de phéromones a été mise en évidence dans tout le règne animal, principalement chez les insectes où l'émission de phéromones volatiles, véhiculées par l'air, rend plus faciles l'isolement et l'étude de ces substances. Il n'en est pas de même chez les autres invertébrés, particulièrement ceux qui vivent en milieu aqueux et qui peuvent ainsi utiliser des phéromones de haut poids moléculaire, difficiles à identifier.

Chez le cilié Blepharisma japonicum, par exemple, on a pu mettre en évidence deux types cellulaires caractérisés par les phéromones qu'ils produisent : les cellules de type I sécrètent dans le milieu une glycoprotéine de haut poids moléculaire, la blépharmone, qui induit chez les cellules de type II la production de blépharismone, de faible poids moléculaire.

La présence des deux phéromones permet aux deux cellules de s'attacher l'une à l'autre et d'échanger leur matériel génétique. Chez les plathelminthes et les nématodes, la présence de phéromone sexuelle émise par la femelle et attractive pour le mâle a été prouvée chez une vingtaine d'espèces.

Chez le nématode Panagrellus redivivus, la phéromone serait formée de deux produits : un octapeptide et une amine insaturée dont les structures ne sont pas encore connues.

Les phéromones des insectes

Depuis la découverte, en 1960, du bombykol, phéromone sexuelle émise par la femelle du ver à soie et attractive pour le mâle, on a assisté à une véritable explosion des recherches sur les phéromones d'insectes. À ce jour, 235 phéromones sexuelles attractives ont été isolées chez les lépidoptères, 17 chez les diptères et 22 chez les coléoptères où l'on connaît également autant de phéromones d'agrégation.

Les autres ordres ont été beaucoup moins explorés mais on a décrit plusieurs phéromones sexuelles d'homoptères (pucerons et cochenilles), de dictyoptères (blattes) et d'hyménoptères. Les phéromones d'alarme et de piste ont surtout été étudiées chez les termites et les fourmis.

Les phéromones sexuelles d'insectes

Chez les lépidoptères, de mœurs crépusculaires ou nocturnes, la phéromone sexuelle est produite par la femelle vierge à un moment précis du nycthémère : c'est le comportement d'appel. Cette période d'émission correspond à celle où les mâles sont les plus réceptifs à la perception de ce message chimique, grâce à des récepteurs spécialisés situés sur leurs antennes. Il en résulte une attraction spécifique à distance du mâle qui, à la suite d'un vol orienté, localise avec précision sa femelle.

Un tel mécanisme avait déjà été proposé dès le xixe siècle, en particulier par J. H. Fabre, lors de ses célèbres expériences sur l'attraction des mâles du grand paon de nuit par une femelle nubile.

Les phéromones sexuelles de lépidoptères sont en général constituées d'un mélange de plusieurs constituants élémentaires, soit différents chimiquement les uns des autres, soit formés par les isomères géométriques, ou de position, de la même structure de base. C'est donc la globalité du mélange qui assure la spécificité de l'attraction.

Toutes les phéromones sexuelles attractives de lépidoptères sont des dérivés d'acides gras aliphatiques à longue chaîne, possédant une ou plusieurs insaturations conjuguées ou non. Leurs voies de biosynthèse ont pu être précisées.

Dans bien des cas, lorsque le mâle est parvenu à proximité de sa partenaire, il émet à son tour des phéromones dites aphrodisiaques, intervenant dans ce que l'on a coutume d'appeler la parade nuptiale. Ces aphrodisiaques sont particulièrement importants chez les lépidoptères diurnes où l'attraction à distance se fait essentiellement par voie visuelle. Leurs structures chimiques sont très variées et dérivent souvent de précurseurs trouvés dans l'alimentation des larves ou des adultes. Leur émission se fait à partir d'organes spéciaux dits organes androconiaux, munis de longues touffes de poils qui servent d'évaporateurs.

Dans le cas des coléoptères, il y a davantage de diversité car les phéromones sexuelles peuvent être produites soit par les femelles (Dermestidae, Scarabaeidae), soit par les mâles (Curculionidae, Bruchidae). Elles attirent également à distance le partenaire de sexe opposé, mais peuvent aussi agir comme simple stimulant sexuel à courte distance.

Chez les diptères, les phéromones sexuelles émises par les femelles sont des hydrocarbures à longue chaîne, d'origine cuticulaire. Elles servent plus d'aphrodisiaques pour les mâles que de véritables attractifs. Cependant, les mouches des fruits possèdent un système phéromonal rappelant celui des lépidoptères. Chez la mouche de l'olivier, par exemple, l'un des deux isomères optiques du même produit est émis par les femelles et attire les mâles, tandis que l'autre est émis par les mâles et excite sexuellement les femelles.

On possède peu d'informations sur les phéromones sexuelles des représentants des autres ordres. Cependant, chez les cochenilles (homoptères), on connaît de nombreuses phéromones sexuelles, émises par les femelles (fixées et aptères) et attractives pour les mâles (ailés). Elles sont toutes apparentées chimiquement à des dérivés terpéniques.

Chez l'abeille domestique, la phéromone royale, émise par la reine, sert d'attractif aux mâles (faux bourdons) pendant le vol d'essaimage. Le même produit est partagé par plusieurs espèces d'apoïdes, tandis que chez les guêpes il s'agit de substances différentes.

Enfin, chez les blattes, on connaît les phéromones sexuelles de quelques espèces seulement, dont celles des blattes germanique et américaine.

Les phéromones d'agrégation

Les phéromones d'agrégation ont été très étudiées chez les coléoptères Scolytides, dont de nombreux représentants sont des ravageurs importants des forêts de conifères. Ces insectes (mâles ou femelles selon les espèces) sont attirés dès leur émergence par les émanations terpéniques d'arbres stressés sur lesquels ils atterrissent. En y creusant une galerie de pénétration, ils ingèrent des précurseurs terpéniques, qu'ils transforment alors en phéromones d'agrégation, qu'ils libèrent avec leurs fèces. Ces phéromones attirent les individus des deux sexes, déclenchent l'attaque de masse non seulement sur l'arbre préalablement choisi par les premiers individus, dits pour cette raison individus pionniers, mais aussi sur les arbres voisins. Des « antiphéromones » sont ensuite produites pour éviter une trop forte population sur le même arbre et favoriser l'essaimage.

Les phéromones de piste et d'alarme

Les phéromones de piste et d'alarme ont surtout été étudiées chez les insectes sociaux (abeilles, fourmis, termit [...]

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Écrit par :

  • : docteur ès sciences physiques, chef du département de phytopharmacie et d'écotoxicologie de l'Institut national de la recherche agronomique, directeur du laboratoire des médiateurs chimiques de l'I.N.R.A.

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Pour citer l’article

Charles DESCOINS, « PHÉROMONES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/pheromones/