Insect Cold-Hardiness: Insights from the Arctic

Résumé

L'endurance au froid et autres adaptations connexes des insectes de l'Arctique correspondent à des contraintes climatiques caractéristiques. Certaines espèces ont une grande longévité et sont résistantes au froid à plusieurs stades. Dans l'Arctique, il est moins probable que la diapause et l'endurance au froid soient reliées que dans les zones tempérées, parce que le cycle de vie dépend autant du besoin de faire coïncider la croissance avec le bref été que du besoin de résister au froid hivernal. Les habitats hivernaux de nombreuses espèces sont exposés au froid plutôt qu'abrités du froid de façon que la croissance débute plus tôt au printemps. Plusieurs caractéristiques de la résistance au froid chez des espèces arctiques diffèrent des caractéristiques des espèces tempérées: les premières comprennent des insectes très résistants au froid ayant des points de surfusion bas qui ne sont pas tolérants au gel; des espèces tolérantes au gel qui manifestent une surfusion considérable plutôt que de geler à des températures relativement hautes sous le point de congélation; la dégradation mitochondriale liée à l'accumulation de cryoprotecteurs; et l'occurrence peut-être limitée de protéines à hystérésis thermique en hiver. On a observé plusieurs rapports intéressants entre la résistance au froid et l'eau, y compris différents types de déshydratation. La mortalité hivernale chez les insectes de l'Arctique semble être relativement basse. Les adaptations au froid en été comprennent le maintien de la résistance au froid, et même de la tolérance au gel; le choix de sites tempérés et le comportement qui consiste à se chauffer au soleil, ce qui permet une élévation des températures du corps. Des études effectuées en particulier sur la noctuelle de l'Extrême-Arctique Gynaephora groenlandica montrent que divers facteurs y compris la résistance au froid et d'autres contraintes estivales et hivernales dictent la structure des bilans énergétiques et le rythme des cycles de vie. De futurs travaux devraient porter sur les différences biologiques et climatiques entre des régions arctiques et d'autres zones en étudiant les conditions de l'habitat, la dynamique des cycles de vie et divers aspects de la production de cryoprotecteurs à différentes époques de l'année. Même dans l'Arctique, la résistance au froid est complexe et implique bien des adaptations simultanées.

Mots clés: résistance au froid, insectes, surfusion, tolérance au gel, cryoprotecteurs, métabolisme, bilans énergétiques, cycles de vie, sélection de l’habitat