Les pucerons, objets scientifiques : l’énigme de la reproduction

René-Antoine Ferchault de Réaumur : (1683-1757) né à La Rochelle, membre à 24 ans ( !) puis onze fois président annuel de l’Académie Royale des Sciences, fut certainement un des esprits les plus brillants de son temps. Son apport aux sciences est immense, tant en physique appliquée (particulièrement métallurgie) qu’en histoire naturelle.

Dans cette dernière discipline il fut surtout  un merveilleux observateur de la biologie et des mœurs des insectes. Ses observations sont consignées dans les 6 volumes de ses « Mémoires pour servir à l’histoire des insectes » écrits entre 1736 et 1742.  Le neuvième mémoire (1737) est consacré aux pucerons (70 pages), ainsi qu’une partie du treizième mémoire (1742) écrite après les découvertes de Charles Bonnet.
Il est le premier à faire une bibliographie (il a « raté » Blankaart) de ce qui a été publié avant lui sur les pucerons, citant des questions non résolues et rétablissant au passage certaines vérités scientifiques malmenées par ses prédécesseurs (Goedart et Leeuwenhoek par exemple…) ;
Résumer son œuvre est une gageure, car il a abordé à peu près tous les aspects de la morphologie et de la biologie des pucerons qu’on pouvait appréhender avec les moyens dont on disposait à l’époque.

Citons ses apports les plus importants :

• Il généralise le fait que les pucerons sont vivipares
• Il associe les pucerons à leurs dégâts (galles, court-noué) ; en particulier il montre clairement que les galles grossissent quand le nombre de pucerons augmente dans la colonie, et émet l’hypothèse que c’est sous l’effet des piqûres de ces derniers.
• Il décrit la structure du rostre mais comprend mal la fonction des stylets (le système vasculaire des végétaux est  connu depuis Malpighi (1675) mais son rôle est encore mal compris).
• Il observe et décrit les sécrétions corniculaires (mais les considère comme une forme d’excrétion différente du miellat).
• Il découvre des pucerons radicicoles et observe que les larves d’ailés ont des bourgeons alaires.

Après de nombreuses observations, il constate l’absence apparente d’accouplement des pucerons adultes et la considère comme une énigme. Il émet l’hypothèse d’un hermaphrodisme « interne » ou d’un accouplement valable pour plusieurs générations, voire d’un accouplement pendant la vie larvaire.
Il conçoit l’expérimentation adéquate pour s’assurer de cette absence d’accouplement larvaire (élevage de L1 en isolement sur un maximum de générations) mais ne réussit pas à la mener à terme, sans doute du fait de ses très nombreuses occupations.

Réaumur fut un des premiers scientifiques de son temps à s’appuyer sur un réseau de correspondants (pas uniquement les « correspondants officiels de l’académie »), français ou étrangers, qui ne se contentaient pas de lui fournir des spécimens (la chose était répandue) mais recommençaient ses expériences ou en entreprenaient de nouvelles, sur ses indications. C’est ce qui s’est passé à propos de l’élevage de pucerons en isolement : Réaumur demanda à cinq de ses correspondants (M.M. Basin, Bonnet, La Haie, Lyonet et Trembley) de la recommencer, quatre y parvinrent, dont le jeune Charles Bonnet, qui poussa l’expérimentation le plus loin et fait l’objet du paragraphe suivant

Charles Bonnet :(1720-1793) né à Genève, fut un naturaliste et un philosophe. Ses parents étaient français mais la Suisse le compte aujourd'hui comme sien : la République de Genève dont il était citoyen, s'étant jointe à la Confédération suisse au XIXe siècle.

On doit à Bonnet la mise en évidence définitive de la parthénogenèse chez les pucerons (mais ce mot n’existait pas encore…). Il décrit ses expériences dans la première partie de son « Traité d’insectologie » paru en 1745.
Sollicité par Réaumur, il va effectuer entre 1740 et 1743, vingt séries d’observations sur la reproduction de larves du 1^er stade isolées d’au moins 3 espèces de pucerons : le puceron du fusain (Aphis fabae ?), le puceron du plantain (Dysaphis plantaginea ?) et un « gros puceron du chêne » (Lachnus roboris ?).

Charles Bonnet s’enthousiasma pour son travail, ne ménageant pas sa peine. Utilisant un matériel somme toute assez proche des microcages à pucerons actuelles (Figure 4), il observe ses pucerons à chaque heure de la journée « entre 5 heures du matin et 6 heures du soir [1]», notant les « changements de peau » (mues), les naissances et les morts, produisant des tables de vie nombreuses et précises. Seule la maladie l’obligea à interrompre une (seule) de ses expériences. Il a pu ainsi suivre 6 générations successives du puceron du fusain et 10 du puceron du plantain, sans observer le moindre accouplement. Il en déduit que les pucerons étaient des sortes « d’hermaphrodites dont la copulation serait interne » et considère qu’ils sont l’exception qui confirme la règle (de la sexualité), et qu’en science il faut se méfier des lois générales car il y a toujours des exceptions.
“Ce fut le 20 mai, sur les 5 heures du soir, que mon Puceron fut mis, dès sa naissance, dans la solitude que je viens de décrire. J’eus soin dès lors de tenir un journal exact de sa vie”. Après de très longues journées passées à l’observer, à la loupe, voilà qu’il advient qu’“Il étoit devenu un Puceron parfait. Dès le premier de juin, environ les sept heures du soir, je vis avec un grand contentement qu’il étoit accouché ; et dès lors je crus devoir lui donner le nom de Puceronne”.

Ce que l’on sait moins, c’est que ses observations de pucerons du chêne lui ont permis de mettre en évidence la parthénogénèse cyclique : à la belle saison il vérifie bien que ces pucerons se multiplient sans fécondation, mais en automne, il observe dans les colonies des mâles et des femelles qui s’accouplent et pondent des œufs. Il essaie de faire éclore ces derniers peu de temps après leur ponte et jusqu’au début de l’hiver, et bien sûr n’y arrive pas. Il oublie quelques tiges portant des œufs dans son manteau d’été qu’il remise ensuite pendant l’hiver. Au printemps suivant il fouille ses poches et retrouve les œufs éclos et les fondatrices desséchées!
Pour l’ensemble de ses travaux, Réaumur le fait nommer Correspondant (officiel) de l’Académie Royale des Sciences de Paris.

[1] Il faut rajouter 2h pour avoir l’heure d’été actuelle

La parthénogenèse a enfin un nom