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Le Monde des Insectes

Le site et le forum insecte.org sont le lieu de rencontre de tous les passionnés d’insectes, quels que soient leur niveau, leur approche et leurs objectifs.

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Il privilégie un esprit de convivialité, sans imposer de hiérarchie officielle, pour que les discussions puissent s’enrichir librement aussi bien des erreurs des uns que des explications patientes de ceux qui en connaissent plus.

ANIBARA

Association humanitaire et scientifique pour le Burkina Faso.

L’association s’est basée depuis sa création sur la construction et la mise en œuvre d’un petit campement au sud ouest du Burkina, près de Banfora : le Tilapia.
L’écotourisme et les expéditions scientifiques sont les ingrédients du succès de ce petit campement.
L’association cherche aussi à favoriser les échanges scientifiques entre les muséums de Ouagadougou et de Paris.
L’association vise également à promouvoir l’écotourisme et l’environnement, en diffusant des plaquettes dans les offices de tourisme et dans les associations naturalistes françaises.

Siège : Quartier Saint Pancrace, 3241 route de Très 06440 l’Escarène
anibara@hotmail.fr

Phasmes et caroténoïdes
mardi 12 septembre 2006
par Arno

B. Lequeu

LE MONDE DES PHASMES n°15-16 (Décembre 1991) GROUPE D’ETUDE DES PHASMES

La diversité des coloris rencontrés chez les phasmes est à rapprocher et à rechercher dans l’extraordinaire complexité et richesse d’une classe de composés chimiques : les caroténoïdes. A ce jour plus de 500 molécules identifiées émaillent la nature et notamment les téguments de nombreux animaux.

Ce sont des composés hydrocarbonés (carotènes) ainsi que leurs dérivés oxygénés (les xanthophylles) consistant en un arrangement d’unités isoprénoïdes. Structuralement, ils sont formés, d’une part d’un ou plusieurs groupes terminaux de 9 carbones acycliques ou non avec un nombre variable de doubles liaisons et d’autre part d’une chaîne aliphatique dont la richesse en double liaison joue un rôle important dans leurs propriétés et leurs fonctions (voir la structure type du β carotène à la fin de l’article). C’est à Willig (WILLIG 1969) que nous devons les premiers travaux relatifs à l’isolement et à l’identification des caroténoïdes chez les phasmes. Sa découverte chez Carausius morosus Br. d’un pigment caroténoïde cétonique rouge ainsi que la présence de pigments hydroxylés qu’il identifia comme l’isocryptoxanthine (β,β carotène-4-ol) et l’isozéaxanthine « (β,β carotène-4,4’-diol). Ces molécules furent par la suite remises en cause par Kayser (KAYSER 1982) pour qui les isomères en 4 et en 4’ étaient en fait le β, β carotène-2-ol et le β,β carotène-2,2’-diol. Ces pigments sont estérifiés avec des acides gras et tout particulièrement l’acide linoléique (C18:2) chez Carausius morosus Br.

Les études métaboliques utilisant des précurseurs radio-marqués « (β carotène 14C) montrent que ces dérivés 2 hydroxylés sont biosynthétisés de novo. Le β carotène est absorbé préférentiellement par l’insecte à partir de sa ration végétale puis une transformation métabolique passant paradoxalement par un intermédiaire à fonction oxygénée cétonique livre des carotènes hydroxylés qui par estérification sont stockés dans les sites lipidiques (KAYSER 1977). [Le paradoxe réside dans le fait que la molécule intermédiaire est à la fois plus oxydée que le produit initial (le β carotène) et le produit final hydroxylé. Une cétone est plus oxydée qu’un hydroxyl, il faut donc qu’il y ait une forte oxydation suivit d’une réduction modérée.]

Extatosoma tiaratum (Mac Leay), Acrophylla wuelfingi (Redt.), Bacillus rossius (Rossi) et Ctenomorphodes briareus (Gray) ont également fait l’objet de travaux (GOODWIN 1982, KAYSER 1982). Paradoxalement Sipyloidea sipylus (West.) phasme coloré en vert dès sa naissance et qui après une succession de mues donne des adultes à pigmentation brune foncée et à ailes rosées ne semble pas renfermer de caroténoïdes (KAYSER 1981, 1982). L’hypothèse formulée par Kayser pour expliquer ce phénomène, étant une absence d’absorption intestinale des caroténoïdes alimentaire, me parait discutable.

Il apparaît à ce jour que lorsqu’un phasme renferme des caroténoïdes ceux-ci possèdent une structure bicyclique dont l’un des cycles est de type β renfermant une fonction 2 hydroxy-2-oxo ou 3,4 didéhydro-2-oxo. La majorité des caroténoïdes sont de type β,β avec une exception pour Carausius morosus Br. qui renferme une faible proportion de pigments de type β,ε. Les caroténoïdes avaient été proposés comme marqueur taxonomique mais les dérivés 2 hydroxy et 2 oxo β,β ne sont en fait pas spécifiques des phasmes puisqu’ils sont aussi retrouvés chez la mouche Cerura vinula (KAYSER 1979), seuls les dérivés 3,4 didéhydro-2-oxo sont spécifiques des phasmes.

Un certain nombre de points communs peuvent cependant être dégagés quant au métabolisme des caroténoïdes chez les phasmes :

1 - La forme prédominante dans les oeufs non embryonnés est le β,β carotène-2-ol qui est progressivement transformé en β,β carotène-2,2’-diol forme prédominante chez l’adulte 2 - Le pigment caroténoïde rouge de structure : 3,4,3’,4’ tétra déhydro β,β carotène-2,2’-dione commence à s’accumuler dès la fin de la période de développement embryonnaire pour être une forme majoritaire chez l’adulte.

Peu d’études sur les analyses tant qualitatives que quantitatives des caroténoïdes des phasmes ont à ma connaissance été publiées à ce jour. Quant aux rôles physiologiques de ces molécules chez l’insecte ils restent en grande partie à élucider, en effet si la notion de pigmentation joue un rôle évident dans les phénomènes de mimétisme vis à vis du milieu environnant, le fait que ces molécules soient en partie estérifiées au sein des sites lipidiques leur sont attribuables, protection vis à vis des phénomènes de péroxydation par exemple.

NOMENCLATURE

Le ou les groupes contenant la ou les fonctions caractéristiques de la molécule sont choisis comme groupes principaux et sont cités comme suffixes, les autres groupes (mineurs) sont cités comme préfixes.

- Exemple : 2’-hydroXY- β,β -carotène-2-one : carotène possédant 2 cycles de type β avec sur le carbone numéro 2 une fonction cétone (>C=O) (groupe principal, car le plus oxydé) et sur le carbone numéro 2’ une fonction alcool (-OH).

LEXIQUE

- aliphatique : composé organique sans cycle (acyclique).
- isomère : molécule ayant la même formule brute qu’une autre molécule, mais ayant une formule développée différente.
- estérifié : lié par une fonction alcool (une du caroténoïde) à une fonction acide (celle d’un acide gras par exemple).

- 4 déhydro : sur le carbone numéro 4, il manque un hydrogène (-H).
- cétonique : qui porte une ou des fonctions cétone (>C=O).
- oxo : fonction cétone (>C=O) en préfixe.
- one : fonction cétone en suffixe.
- 2,2’ dione : les carbones numéro 2 et 2’ portent une fonction cétone "one".
- hydroxylé : qui porte une ou des fonctions alcool (-OH).
- hydroxy : fonction alcool (-OH) en préfixe.
- ol : fonction alcool en suffixe.
- 2,2’ diol : les carbones numéro 2 et 2’ portent une fonction alcool "01".
- unité isoprénoïde : unité ayant la structure de l’isoprène :

Pour la numérotation des carbones voir ci-dessous :

CAROTENOIDES

Liste (formules et structures) des principaux caroténoïdes retrouvés chez les phasmes d’après KAYSER 1982 b.

X Chaîne aliphatique constituée d’unités isoprènoïdes
A.X.A β,β-carotène (β-carotène) C-X-B 2’-hydroxy- β,β-carotène-2-one
A-X.E β,ε-carotène (α-carotène) B-X-B β,β-carotène-2,2’-diol
A-X-C β,β-carotène-2’-oneD-X.C 3,4-didéhydro-β,β-carotène-2,2’-dione
C-X.E β,ε-carotène-2-oneD-X.B 2’-hydroxy-3,4-didéhydro-β,β-carotène-2-one
A.X-B β,β-carotène-2’-o1D-X-D 3,4-3’,4’.tétradéhydro-β,β-carotène-2,2’-dione
B-X.E β,ε-carotène-2-o1G-X-G β,β-carotène-3,3’-diol (zéaxanthine)
C-X-C β,β-carotène-2,2’-dione G.X.F β,ε-carotène-3,3’-diol (lutéine = xanthophylle)

NB. : Je suis à la recherche de toutes références bibliographiques relatives à la teneur en vitamines et en caroténoïdes des phasmes et aimerai entrer en contact avec toute personne ou équipe s’intéressant à ce sujet.

 
Post Scriptum :

BIBLIOGRAPHIE

GOODWIN, T.W. Metabolism, nutrition and function of carotenoids. 1986. Ann. Rev.Nutr. 6 : 273-297.

KAYSER, H. Identification of f3,f3-caroten-2-o1 and β,β-caroten-2,2’diol in the stick insect Carausius morosus Br./ a reinvestigation study. 1976. Z. Naturf. 31 C : 646-651.

KAYSER, H. Presence and biosynthetic implications of β,β-caroten-2-one in the moth Cerura vinula. 1979. Z. Naturf. 34 C : 483-484.

KAYSER, H. Carotenoids in the stick insect, Extatosoma tiaratum. Isolation of β-caroten-2-o1 and β-caroten-2-one. 1981. Z. Naturf. 36 C : 755-764.

KAYSER, H. Carotenoids biogenesis in the stick insect, Carausius morosus during a larval instar. 1982 a. Z. Naturf. 37 C : 13-18.

KAYSER, H. Carotenoids in the stick insect (phasmids). A quantitative comparaison of six species at major developmental stages. 1982 b. Camp. Biochem. Physiol. 72B : 427-432.

WILLIG, A. Die carotenoide und des gallenfarbstoff der staheuschrecke, Carausius morosus, und ihre beteilung an der entstehung der farbmodifikationen. 1969. J. Insect. Physiol. 15 : 1907-1927.


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