Structure

Les coléoptères adultes sont des insectes au corps compact dotés d’exosquelettes robustes. Leur paire d’ailes avant, modifiée, prend la forme d’étuis durcis du nom d’« élytres » qui protègent les ailes arrière souples (servant à voler), qui se replient de manière précise sous les élytres. Les coléoptères sont faciles à reconnaître grâce à la ligne droite qui se forme là où les élytres se rejoignent à l’arrière du corps. La bouche des larves et des adultes, généralement apte à la mastication, comporte des mâchoires (ou mandibules) très dures. Les antennes des coléoptères adultes varient de très courtes à très longues et comportent habituellement 11 segments ou moins. La taille des coléoptères varie de 0,25 mm à 20 cm. En général, les larves ont une capsule céphalique durcie, une paire de mandibules et trois paires de pattes près de l’extrémité avant du corps; certaines larves ressemblent à des asticots, avec ou sans pattes, tandis que d’autres peuvent être plus minces et mobiles, avec de longues pattes.

Les coléoptères présentent une grande variété de modifications structurelles en fonction de leur habitat préféré. Par exemple, les dytiques (Dytiscidae), les hydrophilidés (Hydrophilidae) et les gyrins (Gyrinidae) ont tous des pattes médianes ou des pattes postérieures longues et larges qui servent de rames qui les propulsent dans l’eau; leur corps est couvert de poils hydrofuges qui leur procurent une fine couche d’air lorsqu’ils sont submergés. C’est en quelque sorte une réserve temporaire d’oxygène. D’autre part, les coléoptères vivant au sol, comme les carabes (Carabidae) et les ténébrions (Tenebrionidae) ont des pattes longues et élancées qui leur permettent de se déplacer rapidement au sol. Les coléoptères qui creusent le sol, quant à eux, ont souvent des pattes larges et aplaties, bordées de dents ou d’épines, qui leur facilitent la tâche. D’autres modifications structurelles reconnaissables des coléoptères sont les très longues antennes dont sont dotés les longicornes (Cerambycidae), le long museau des charançons (Curculionidae) et les mandibules élargies des lucanes cerf-volant mâles (Lucanidae), qui, chez de nombreuses espèces, mesurent plus de la moitié du reste du corps.

La plupart des coléoptères canadiens sont bruns ou noirs, bien qu’il existe un large éventail de couleurs et de caractéristiques. La couleur peut être produite par des modifications à la structure microscopique de la cuticule (revêtement extérieur du corps), créant une teinte métallique bleue ou verte, ou par des pigments dans la cuticule, créant des teintes orangées, rouges, jaunes, etc.

Écologie et habitat

Les coléoptères peuvent être herbivores, prédateurs, charognards, détritivores, ou encore des parasites. Avec des modes de vie aussi variés, les coléoptères ont également des habitats extrêmement diversifiés. Au Canada, les espèces de coléoptères sont généralement plus diversifiées à des latitudes inférieures, bien qu’on retrouve des coléoptères dans tout le pays, même dans des régions nordiques éloignées comme Hazen Camp dans le parc national Quttinirpaaq, au Nunavut.

En tant que prédateurs, les coléoptères attaquent normalement d’autres créatures de taille similaire. Certains coléoptères, comme les dytiques, les gyrins et les cicindèles, sont des prédateurs généralistes (c.-à-d. qui mangent de tout), et ce, à l’état de larve comme à l’âge adulte. Il n’est pas rare d’observer la cicindèle (Cicindela sexguttata), de couleur vert métallique et portant sur son dos six points distinctifs, sur les sentiers forestiers au printemps; c’est là qu’elle attend ses proies, dans des endroits ensoleillés. De nombreux carabes sont des prédateurs plus spécialisés. C’est le cas du grand calosome vert (Calosoma spp.) et du carabe prédateur d’escargots (Scaphinotus spp.), s’attaquant à des invertébrés qui seraient autrement considérés comme nuisibles. Les coccinelles (Coccinellidae) sont des spécialistes d’utilité similaire, s’attaquant aux pucerons et autres ravageurs.

La plupart des espèces de coléoptères sont herbivores, se nourrissant des feuilles, des bourgeons, des fleurs, des tiges ou des racines de presque toutes les espèces végétales, vivantes ou mortes. Les chrysomèles (Chrysomelidae) sont des mangeuses de feuilles particulièrement diversifiées; beaucoup d’entre elles sont de couleurs vives, prévenant les prédateurs de la présence de toxines issues de leur alimentation, ou encore vertes, ce qui les rend difficiles à repérer sur les plantes qu’elles mangent. De nombreux scarabées (Scarabaeidae) à l’état de larve se nourrissent de racines, puis de feuilles, de bourgeons et de fleurs à l’âge adulte. C’est le cas du scarabée japonais (Popillia japonica), une espèce introduite qui détruit les rosiers et certaines autres plantes. Le longicorne de l’asclépiade (Tetraopes spp.) se nourrit lui aussi de racines d’asclépiade à l’état de larve, absorbant dans son organisme les alcaloïdes toxiques de cette plante; les adultes se nourrissent quant à eux des parties de la plante au-dessus du sol et sont protégés par ces toxines contre les prédateurs (leur couleur rouge et noire d’une grande intensité constitue un avertissement de leur toxicité). Bon nombre de coléoptères vont de fleur en fleur pour en retirer le pollen, comme les longicornes (Cerambycidae) et les cantharides (Cantharidae), communément retrouvées sur les verges d’or et d’autres fleurs riches en pollen. Certains scarabées mangeurs de pollen imitent l’apparence et le comportement des bourdons afin de dissuader les prédateurs (comme l’euphore, Euphoria inda).

Les coléoptères xylophages se nourrissent de bois vivant, mort, tombé ou pourri. Les buprestes (Buprestidae) et les longicornes comprennent de nombreuses espèces qui creusent dans les arbres à l’état de larve, tandis que les adultes sont souvent des prédateurs ou des mangeurs de feuilles. Les coléoptères Passalidae vivent dans le bois pourri. Les larves sont nourries de bois mâché par les parents (une espèce, Odontotaenius disjunctus, se trouve dans l’est du Canada).

Les charançons (Curculionidae) sont une famille herbivore particulièrement diversifiée : avec plus de 60 000 espèces répertoriées, ils constituent la plus grande famille d’animaux connue. Beaucoup d’entre eux se nourrissent de feuilles, alors que d’autres creusent dans les bourgeons, les fruits, les noix et les graines, et pondent leurs œufs à l’intérieur de ces structures. Les scolytes (Scolytinae et Platypodinae) sont des charançons spécialisés qui creusent dans le bois, juste sous l’écorce; les galeries distinctives qu’ils creusent (des tunnels larvaires ondulés qui s’éloignent d’une grande chambre centrale) sont faciles à repérer sur le bois attaqué5. Certains scolytes, connus sous le nom de scolytes du bois, cultivent de manière active des champignons qui leur servent de nourriture. Les adultes et les larves vivent ensemble dans de petites colonies au sein desquelles les différentes tâches – entretien des tunnels, soins aux cultures de champignons et défense de la colonie – sont réparties entre les membres.

En tant que prédateurs et détritivores, divers groupes de coléoptères se nourrissent de matières végétales et animales en décomposition, ainsi que de bouse. Les silphes (Silphidae), généralement présents sur les carcasses d’animaux, comprennent les nécrophores (Nicrophorus spp.), qui enterrent de la charogne (chair fraîche d’animaux morts) dans des chambres souterraines où ils élèvent leurs petits. Les bousiers sont des scarabées qui partagent une habitude similaire : de nombreuses espèces façonnent des boules formées d’excréments qu’elles enterrent afin de fournir une source de nourriture et un foyer pour leurs larves.

Reproduction et développement

Les coléoptères subissent une métamorphose complète, avec différentes étapes de vie; ils sont actifs au cours de différentes saisons ou dans des habitats différents, de sorte qu’ils ne sont pas en concurrence les uns avec les autres pour trouver des ressources. Les coléoptères adultes localisent leurs partenaires sexuels au moyen de différentes techniques, que ce soit par l’odeur, la vue ou le son. De nombreuses espèces ont recours aux phéromones pour attirer leurs partenaires. Les mâles de certaines espèces possèdent d’ailleurs des antennes très ramifiées dotées de minuscules structures sensorielles qui « hument » ou « goûtent » l’air afin de détecter les phéromones, ainsi que d’autres substances chimiques. D’autres produisent des sons audibles afin d’attirer leur partenaire en frottant une partie du corps contre une autre; c’est ce qu’on appelle la « stridulation ». Les coléoptères Passalidae à l’état de larve et à l’âge adulte utilisent cette méthode pour produire des cris d’accouplement et des signaux d’alarme, bien que ce son puisse également être utilisé pour effrayer les prédateurs éventuels. Les lucioles (Lampyridae) ont peut-être la stratégie la mieux connue pour localiser leurs partenaires : elles font appel à la lumière produite biologiquement, ou bioluminescence. C’est une réaction chimique extrêmement efficace, déclenchée dans un organe producteur de lumière spécial se trouvant à l’extrémité de l’abdomen, qui crée cette lumière intense. En général, les soirs d’été, les mâles volent en décrivant des formes particulières au moyen de cette lumière, jusqu’à ce qu’une femelle – observant généralement le vol depuis le sol – leur renvoie un clignotement correspondant.

La plupart des coléoptères femelles n’ont besoin de s’accoupler qu’une seule fois, fécondant leurs propres œufs à l’aide de sperme stocké dans un sac appelé « spermathèque ». Les œufs ainsi fécondés sont pondus individuellement ou en groupes, habituellement sur ou à proximité d’une source de nourriture. Pour la plupart des coléoptères, les « soins parentaux » s’arrêtent là. Chez certaines espèces, cependant, ils peuvent être beaucoup plus complexes. C’est chez les nécrophores (Nicrophorus spp.) que l’on observe les soins parentaux les plus développés : les adultes commencent par enterrer une carcasse animale dans une chambre souterraine, puis ils en retirent la fourrure ou les plumes pour les enduire de salive, dont l’effet préservatif ralentit la décomposition. Les nécrophores fournissent même à leurs larves leurs premiers repas par régurgitation de chair animale prémâchée (comme c’est le cas chez les oiseaux qui nourrissent leurs oisillons).

Les larves sont tantôt des herbivores relativement sédentaires, tantôt des prédateurs actifs; certaines creusent des tunnels dans la matière végétale – les mineuses des feuilles et les perce-bois, par exemple –, tandis que d’autres se nourrissent de racines de plantes enfouies dans le sol, ou encore d’algues sous-marines. Une fois parvenues à maturité, les larves se transforment habituellement en nymphes dans des chambres spécialement construites sous le sol ou dans les tissus des plantes dont elles s’alimentent. Au Canada, de nombreux coléoptères passent l’hiver sous forme de nymphes, quoique certaines espèces aquatiques demeurent actives sous la glace.

Interaction avec l’homme

À titre collectif, les coléoptères, avec leurs nombreux rôles écologiques, comptent parmi les animaux les plus utiles sur la planète. De nombreux groupes de coléoptères herbivores – dont de nombreuses espèces de charançons et de chrysomèles – se nourrissent de plantes communément considérées comme des mauvaises herbes. Certains de ces coléoptères sont délibérément introduits dans des milieux particuliers pour contrôler les plantes envahissantes. De nombreux groupes de prédateurs, tels que les carabes et les staphylins, se nourrissent d’insectes nuisibles dont ils régulent la population, jouant ainsi un rôle essentiel à l’agriculture. Les coccinelles (Coccinellidae) sont probablement le prédateur utile le mieux connu. On les utilise communément pour contrôler les pucerons et les cochenilles. Leur efficacité démontrée dans le contrôle des insectes nuisibles est telle que plus de 179 espèces de coccinelles ont été introduites volontairement en Amérique du Nord à un moment ou à un autre; environ 17 d’entre elles sont maintenant établies de façon permanente.

Les coléoptères englobent également un grand nombre d’insectes ravageurs parmi les plus nuisibles connus. De nombreuses espèces s’attaquent aux grains et aux céréales entreposés, tandis que les coléoptères qui se nourrissent de plantes, de même que les perce-bois, s’en prennent pratiquement à n’importe quelle culture ou n’importe quel arbre ou arbuste. Certaines de ces espèces sont porteuses de maladies des plantes comme la maladie hollandaise de l’orme, qui est le résultat d’une infection fongique transmise par des espèces de scolytes de l’orme indigènes et envahissantes. De nombreuses espèces de coléoptères ravageurs sont considérées comme envahissantes en Amérique du Nord, bien que certaines d’entre elles soient indigènes. Par exemple, le doryphore (Leptinotarsa decemlineata) compte parmi les plus importants ravageurs des cultures de pommes de terre dans l’hémisphère nord. Il s’est répandu à partir de son aire d’origine – probablement au Mexique – aux côtés de pommes de terre cultivées.

Dans le secteur forestier, plusieurs espèces de coléoptères sont activement surveillées et contrôlées afin de limiter les dommages causés. Le dendroctone du pin ponderosa (Dendroctonus ponderosae) est un ravageur originaire de l’ouest de l’Amérique du Nord, où il attaque et tue plusieurs espèces de pin; depuis le début de l’épidémie actuelle au début des années 1990, on estime à 58 % la perte cumulative causée par le ravageur à l’ensemble des pins de qualité marchande en Colombie-Britannique. Dans le sud de l’Ontario et du Québec, deux espèces envahissantes de perce-bois sont soumises à des programmes de contrôle rigoureux : l’agrile du frêne (Agrilus planipennis) et le longicorne asiatique (Anoplophora glabripennis). L’agrile du frêne attaque et tue la plupart des frênes se trouvant à l’intérieur de sa zone. Les répercussions éventuelles sur les paysages urbains et naturels sont immenses; depuis 2002, cet insecte s’est graduellement propagé vers le nord, atteignant Thunder Bay en 2016. Afin de prévenir la propagation de ces deux espèces, on a interdit la circulation des produits forestiers hors des zones réglementées.

Les coléoptères ne causent que très peu de dommages directs à l’homme et aux animaux domestiques, quoique l’attagène des tapis (Dermestidae) puisse parfois être une nuisance dans les maisons et les musées, où il se nourrit de produits d’origine animale, comme la laine et le cuir, et endommage les collections d’insectes épinglés et de vertébrés empaillés. Certaines substances dérivées des coléoptères peuvent également être dangereuses pour l’homme. Par exemple, les méloés (Meloidae) produisent une toxine puissante appelée cantharidine, qui se dégage des articulations des pattes lorsqu’on dérange l’insecte. Cette toxine puissante peut causer des brûlures chimiques douloureuses en cas de contact cutané. La cantharidine constitue également l’ingrédient principal de la « mouche espagnole », un soi-disant aphrodisiaque dérivé d’un méloé du même nom, mortel même à petites doses.

Les coléoptères suscitent la fascination de l’homme depuis la nuit des temps. Dans l’Égypte ancienne, les scarabées étaient des objets religieux et ornementaux. Les Grecs anciens, quant à eux, fabriquaient des scarabées à partir de pierres et de métaux précieux. Les coléoptères ont inspiré beaucoup de personnes à étudier l’histoire naturelle et la biodiversité; Charles Darwin lui-même avait un intérêt particulier pour la collecte et l’étude des coléoptères. Aujourd’hui, les scarabées et les lucanes cerf-volant sont des animaux domestiques populaires, surtout au Japon. Certains coléoptères sont élevés commercialement comme source de nourriture pour les humains et les animaux; c’est le cas, par exemple, du ver de farine (Tenebrio molitor) et des larves de charançon rouge des palmiers (Rhynchophorus spp.).