Voltinisme

Définition

Chez les arthropodes, le voltinisme donne le nombre de couvées ou de générations d'un organisme en un an. Le terme est le plus souvent appliqué aux insectes, et est surtout en usage en sériciculture, l'élevage des vers à soie. La périodicité temporelle dans le cycle de développement d'un organisme est appelée phénologie.

Le voltinisme :

Le voltinisme est utile pour croiser la phénologie des cultures et la phénologie des ravageurs. Dans ce schéma, la relation entre la phénologie du soja dans le Midwest des États-Unis et trois de ses insectes ravageurs les plus courants avec : la chrysomèle du haricot Cerotoma trifurcata (Coleoptera : Chrysomelidae); la punaise verte Acrosternum hilare (Hemiptera : Pentatomidae); et le ver du trèfle vert Hypena scabra (Lepidoptera : Noctuidae).

Explications

Selon la durée, le voltinisme de l'insecte est qualifié de :

• Univoltin : pour des organismes ayant une couvée ou génération par an;
• Bivoltin : pour des organismes ayant deux couvées ou générations par an;
• Multivoltin ou Polyvoltin : pour des organismes ayant plus de deux couvées ou générations par an;
• Semivoltin : pour des organismes dont le temps de reproduction est de plus d'un an.

En phénologie, le cycle de vie des différentes espèces d'insectes varie considérablement, bien que tous les insectes subissent les stades de développement de base de l'oeuf à l'adulte reproducteur (ou imago). Selon la longueur du cycle de vie, il existe une variation considérable du nombre de générations par an, un phénomène appelé voltinisme.

Une espèce univoltine a une génération par an quand une espèce multivoltine peut avoir plusieurs générations par an.

La gamme de variation chez les insectes est évidente lorsque l'on considère que la cigale périodique Magicicada (par exemple a une génération tous les 17 ans, alors que les aleurodes ou les moustiques peuvent compléter une génération en environ 21 jours. Dans des conditions climatiques tempérées, les générations sont souvent discrètes, mais dans des conditions subtropicales plus chaudes, elles se chevauchent fréquemment. La relation entre la phénologie de la culture et les phénologies de ses différents ravageurs est intéressante en entomologie agricole.

Utilité dans le cycle de vie des éphémères

Il existe une littérature abondante sur les cycles de vie des éphémères, bien que principalement dans les zones tempérées d'Europe et d'Amérique du Nord. Cependant, il faut être prudent dans l'interprétation des cycles de vie des éphémères, surtout lorsque seules des observations sur le terrain sont disponibles. Une attention particulière est nécessaire dans l'interprétation de la durée du développement des oeufs à partir des données de terrain.

Plusieurs auteurs ont classé les cycles de vie des éphémères; la plupart ont utilisé une combinaison de voltinisme, de durée de développement des oeufs et de taux de croissance des nymphes comme critères. Les espèces multivoltines ont généralement deux ou trois générations dans les régions tempérées, souvent une génération hivernale à croissance lente et une ou deux générations estivales à croissance rapide. Des données limitées provenant des tropiques, où de nombreuses espèces ne sont pas saisonnières, indiquent que certaines espèces traversent environ quatre et peut-être jusqu'à six générations au cours d'une année.

Dans les zones tempérées, le cycle de vie univoltin est le type le plus répandu. Plusieurs auteurs ont distingué deux types principaux de cycle univoltin : lorsque l'hivernage a lieu au stade nymphal après une période de développement de l'oeuf relativement courte, et lorsque l'éclosion a lieu au printemps après une longue période de développement de l'oeuf. Le semi-voltinisme, avec des temps de génération allant jusqu'à 3 ans, est relativement rare chez les éphémères.

Les cycles de vie des éphémères montrent une tendance distincte des tropiques à l'Arctique. Sous les tropiques, les cycles multivoltins non saisonniers prédominent, la saisonnalité devenant plus distincte dans les zones montagneuses et continentales. À mesure que l'on s'approche de l'Arctique, les cycles univoltins dominent.

De nombreuses éphémères présentent une flexibilité dans leur cycle de vie, tandis que certaines éphémères (par exemple, l'espèce répandue Leptophlebia cupida) ont un cycle hivernal univoltin sur une large gamme de latitudes et de climats. Cependant, un certain nombre d'espèces communes et répandues présentent un degré considérable de flexibilité du cycle de vie dans toute leur aire de répartition. Ceci est peut-être mieux illustré par de nombreux Baetidae, qui peuvent passer de multivoltine à univoltine selon le climat. L'Hexagenia nord-américaine montre une flexibilité similaire.

Voltinisme partiel (semi-voltinisme)

L'expression de voltinisme partiel est utilisé pour faire référence à deux situations différentes (mais pas nécessairement exclusifs) : un organisme dans lequel les générations se chevauchent dans le temps, et ne sont donc pas complètement reproductivement isolées, ou, plus communément, une population où le voltinisme est mélangé, en raison de la variation génétique (zone hybride entre un univoltin et un bivoltin) et/ou parce que les stimuli environnementaux ne provoquent pas bivoltinisme chez tous les individus (ou à travers toutes les années).

Une même espèce peut univoltine ou bivoltine selon la situation géographique et le climat : un insecte peu être univoltin dans la partie nord de son aire. Les adultes émergent en fin de printemps, effectuent leur mutation, et meurent peu après la ponte des oeufs; leur progéniture va croître jusqu'à la nymphose, entrer en diapause en prévision de l'hiver, et émerger comme les adultes l'année suivante, conduisant ainsi à une seule génération d'insectes par an. Plus au Sud, avec un climat plus chaud, la même espèce peut être bivoltine; la progéniture des adultes émergents au printemps développera directement des adultes durant l'été, et mourront; leur progéniture à leur tour, constitue une deuxième génération, qui est la génération qui va entrer en diapause d'hiver et émerger comme les adultes au printemps de l'année suivante. Il en résulte un modèle d'une génération de courte durée (environ 2 mois) qui se reproduit au cours de l'été, et une génération de longue durée (environ 10 mois) avec diapause pendant l'hiver.

Un insecte est bivoltin lorsque l'espèce engendre deux générations par an. Effectivement, dans le cadre biologique du voltinisme, un insecte peut être univoltin, bivoltin, semivoltin ou multivoltin. Un organisme peut disposer de plusieurs modes de voltinisme selon son lieu d'habitat.

Multivoltinisme

Le multivoltinisme désigne le caractère d'une espèce qui se reproduit plusieurs fois par an; c'est le cas de nombreux poissons.

Le scolyte du caféier Hypothenemus hampei est une espèce multivoltine. Il aurait augmenté de manière significative le nombre de générations par an (c.°C pourrait conduire à une réduction de la croissance de la population de H. hampei car les températures dépassent les maxima thermiques optimaux. L'incorporation de seuils de température élevée et de mécanismes favorisant la saisonnalité dans le modèle pourrait donner lieu à des estimations plus détaillées du temps de génération. Il sera également important de modéliser adéquatement la relation entre la température de l'air et la température de l'habitat du dendroctone. Les températures élevées en particulier peuvent être influencées par des facteurs tels que le rayonnement solaire direct.

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