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Chapitre IX. Métazoaires Triploblastiques Cœlomates :
Les Arthropodes.
Fonction initiale protectrice : fonctions de support et de locomotion
1. Caractéristiques évolutives des Arthropodes
EXOSQUELETTE
1.1. Au Précambrien, l’enveloppe corporelle de certaines lignées vermiformes s’épaissit, avec incorporation : ⇒ de couches protéiques (kératine,arthropodine) ⇒ d’un mucopolysaccharide imperméable, souple et résistant : la chitine
Structure de la cuticule des Arthropodes
poil
exocuticule
endocuticule
hypoderme
épicuticule
Cellule sensorielle
Glande cutanée
1.2. Cette enveloppe rigide ou cuticulerecouvrant la surface externe du corps impose pour le déplacement l’acquisition :
Chaque segment possède donc des muscles qui contrôlent :
⇒ ce segment en particulier, ⇒ les appendices qui lui sont rattachés.
Fonctions très diverses : nage, marche, capture de proies, perceptions sensorielles, copulation…
⇒ d’appendices pluri - articulés
⇒ de muscles pour les animer.
Coupe transversale d’un segment d’Arthropode type.
2. EXOSQUELETTE : quelles conséquences ?
2.1. Réduction du cœlome : perte de sa fonction de « squelette hydrostatique ».Embryon : dislocation des sacs cœlomiques ⇒remplacement par des muscles et du tissu conjonctif.
Adulte : la cavité viscérale n’est pas un coelome .
Cette cavité se remplit de sang ⇒ espaces lacunairesou hémocœle ⇒ hémolymphe dans laquelle baignent directement les organes.
2. EXOSQUELETTE : quelles conséquences ?
2.2. La cuticule ne permet plus d’assurer la respiration :
Développement de nouveaux moyens d’oxygénation des tissus et d’élimination du CO2.
- branchies,
- poumons lamellaires ou trachées .
2.3. Rigidité de l’exosquelette ⇒ augmentation progressive de taille impossible :
⇒ croissance assurée par la MUE : changement périodique de cuticule (hormones)
⇒ mais grande vulnérabilité aux phases intermédiaires…
2.4. Protection contre la déshydratation à l’air libre :
⇒ excellents candidats pour la conquête des terres (insectes +++).
3. Définition des Arthropodes
• Métazoaires à symétrie bilatérale,
• à corps métamérisé, dont chaque segment porte fondamentalement une paire d’ appendices articulés
• munis d’une cuticule épaisse, secrétée par l’épiderme et contenant toujours de la chitine
• cellules musculaires de type strié
• absence totale de cils vibratiles
• développement entrecoupé de mues.
4. Phylogénie et classification
- Divergences très anciennes - Séquences d’apparition et ancêtre : inconnus…
3 classes (+ 1 fossile) : Chélicérates, Crustacés, Uniramés
Myriapodes
Insectes
n paires d’ app. locomoteurs.
3 p. d’ app. locomoteurs (hexapodes)
TrachéaleUNIRAMÉS1 p. mandibules1 p. d’antennes
Nb. sous classes
Variable(décapodes pour
les + évolués)
BranchialeCRUSTACÉS1 p. mandibules2 p. d’antennes
Arachnides
Mérostomes
4 p. d’app. Locomoteurs (octopodes)
Aérienne
Branchiale
CHÉLICÉRATESBouche : 1 p. chélicères1 p. pédipalpes
Sous-classeAppendices locomoteurs
RespirationClasse
Chélicères :
appendices buccaux terminés par une pince
Pédipalpes :
appendices tactiles masticateurs ou préhenseurs
rostre
pédipalpes
chélicères
hypostome
- Mandibules :
pièces buccales ou « dents »chitineuses, mues par des muscles
puissants
- Uniramés :
appendices locomoteurs non ramifiés (opposition aux
appendices « biramés » des Crustacés ou Arachnides).
5.1. Classe des Chélicérates
- Corps divisé en 2 régions principales : prosoma, opisthosoma- 63 000 espèces décrites 1 des 3 sous-classes : Les ARACHNIDES ⇒importance biologique +++ et une grande diversité:
scorpions, faucheux, araignées, acariens, tiques…
5. Principales caractéristiques de l’organisation
opistosoma
prosoma
Ordre des Scorpionides
- Pédipalpes transformées en pinces : proies broyées et prédigérées par des enzymes régurgitées. - Dernier segment venimeux . - Stagnation évolutive : résistance aux radiations ionisantes. - Métabolisme très bas : vie ralentie.
Ordre des Aranéides
- Appareil venimeux : chélicères. Enzymes +++ - Glandes sécrétrices de soie (sérigènes) à fonctions multiples.
Pièces buccales
Ordre des Acariens- Dermatophagoides : rôle dans l’allergie : matelas, poussière de maison
- Sarcopte de la gâle : parasite de la peau , très contagieux, prurit +++, recrudescence.
- Tiques : hématophages, vecteurs de germes +++ (Maladie de Lyme), parasites type hématozoaires (Babesia canis : piroplasmose du chien).
Dermatophagoides
Sarcoptes scabiei : gâle humaine Adulte Femelle
oeufs
Tique
5.2. Classe des Crustacés
-Arthropodes dominant des océans: 40 000 espèces décrites
- Corps divisé en trois régions, nb de p. de pattes variable.
⇒ grande importance biologique & économique. crevettes, langoustes, homards, crabes, écrevisses…
MYRIAPODESMYRIAPODES INSECTES +++INSECTES +++
- Corps divisé en 2 ou 3 régions. - Nb de paires de pattes variable. - Larve de type nauplius.- Région postérieure (abdomen) ⇒ nb.segments
- Essentiellement terrestres : système élaboréde canaux ⇒ O2 aux cellules et organes. Excellente adaptation .
- Deux sous –classes :
5.3. Classe des Uniramés
MYRIAPODESMYRIAPODES : - Scolopendre, Mille-pattes, - 2 régions : tête et tronc segmenté, long et flexible, nbses. paires de pattes, - mâchoires puissantes : capture de proies.
INSECTESINSECTES :
1. Diversité :
- Monde immense : 1,5 millions d’espèces soit 90% des Arthropodes (Entomologie) - Interactions avec l’homme +++,
2. Habitat : - terrestre et eau douce, - endoparasite de plantes ou d’animaux: vecteurs de nb maladies parasitaires (protozoaires, nématodes), bactériennes, virales.
INSECTESINSECTES :
3. Organisation :
Corps en 3 régions fondamentales:
tête : organes sensoriels et organes masticateurs
thorax : app. locomoteurs. 3 p. de pattes articulées.
abdomen : fonctions végétatives et reproductrices
Échanges gazeux par trachées.
cuticule
épiderme
trachée
muscle
AIR
AIR
Organisation type d’un insecte
INSECTESINSECTES :
4. Reproduction : deux grands modes de développement
- Direct pour les insectes aptères (sans ailes): à l’éclosion le jeune ressemble déjà aux adultes. Ex: pou de tête Pediculus humanus var. capitis- Avec métamorphoses : insectes ptérygotes (ailés). Modifications ± importantes à chaque mue entre chaque stade larvaire : métamorphoses complètes ou incomplètes (ex: papillon, coléoptère, mouche…)
⇒ 28 ordres ≠ selon nombre et structure des ailes répartis en 5 grands groupes .
Explique qu’ils aient conquis tous les biotopes terrestres.
Pas d’ailes :
SIPHONAPTERES (puces)
ANOPLOURES (poux)Deux ailes menbraneuses :
DIPTERES (mouches et moustiques)
Quatre ailes :
1. Toutes membraneusesToutes membraneuses
HYMENOPTERES (abeilles, fourmis)
2. 2. Recouvertes dRecouvertes d’é’écailles.cailles.
LEPIDOPTERES (papillons)
3. 3. PostPostéérieures seules membraneusesrieures seules membraneuses
HETEROPTERES (punaises)
INSECTESINSECTES :
5. Organes des sens : très développés. soies sensorielles , organes olfactifs , yeux simples ou composés (ocelles) , antennes, perception des sons…
6. Associés à des pièces buccales dont la structure est adaptée au mode de nutrition.
repérage de l’hôte !
Schéma pièces buccales
d’un insecte piqueur
(moustique)
Rôle des Insectes en pathologie humaine et animale : quelques exemples.
Pou et morpion : ANOPLOURESPediculus humanus, Phthirius inguinalis
- Rôle pathogène par parasitisme direct
- Rôle +++ du « pou de corps » dans de grandes épidémies historiques : typhus (bactéries : Rickettsies)
hématophagietemporaire
Punaises : HETEROPTERES Punaise des lits : CimexTriatomes, Réduves
- Triatomes : Rôle pathogène par transmission de protozoaires flagellés (trypanosomose américaine : maladie de Chagas)
hématophagietemporaire
Punaises : HETEROPTERES Punaise des lits : CimexTriatomes, Réduves
hématophagietemporaire
- Cimex lectularius : Rôle pathogène direct par piqûre.
Puces : SIPHONAPTERES hématophagietemporaire
- Puce du rat : Xenopsylla cheopisvecteur du bacille de la peste.
Moustiques +++ DIPTERES
hématophagietemporaire
-Aedes : arboviroses fièvre jaune, dengue, chikungunya, West Nile…
- Anopheles :paludisme
- Culex : nématodoses filarioses
Anophèle femelle
Paludisme àP. falciparum
Courbe thermique au cours d’un accès palustre
CHIKUNGUNYA : le retour des arboviroses ?
L'épidémie de chikungunya qui sévit actuellement sur l'île de La Réunion ne cesse de s'étendre non seulement sur l'île mais également sur les territoires avoisinants (Mayotte, les Séchelles, Maurice) . Plus inquiétant encore, le virus aurait changé de forme et de virulence. Mais surtout, chikungunya ne serait pas le seul arbovirus à revenir en force.
Aedes albopictusDr Touitou, Pharo, Marseille
Début de l’épidémie de chikungunya , Mars 2005
Mouches : DIPTERES hématophagietemporaire
- Mouche tsé-tsé ou glossine : Rôle pathogène par transmission de protozoaires flagellés (vecteur de latrypanosomoseafricaine : Maladie du sommeil)
Schéma d’un diptère
L ’adulte ou « imago »
« Maladie du sommeil » : Troubles de la coordination motrice
Cachexie et mort
Bilan de l’organisation des Arthropodes.
• Organisation basée sur un schéma inverse de celui des Vertébrés ⇒ évolution parallèle, adaptation maximum àla vie terrestre avec les Insectes.
• Mais importante limitation des possibilités évolutives- exosquelette, - absence de régulation thermique du milieu intérieur, forte dépendance climatique,- mécanisme trachéal de respiration, - faible développement du cerveau : évasion du comportement spécifique impossible.
• Explique que les Insectes n’ont pas pu donner naissance à de nouveaux plans d’organisation…