TD 2 : Embryologie des insectes
Chez la plupart des insectes on observe une reproduction sexuée biparentale sauf quelque cas
d’hermaphrodisme (abeille….).
I.
L’appareil génital femelle des insectes
A.
Description générale
L’appareil génital est interne et est situé de chaque coté du TD. Il comprend 2 ovaires
constitués d’ovarioles, il y a deux oviductes latéraux plus un oviducte commun central qui
s’ouvre sur une chambre génitale/atriale qui s’ouvre a l’extérieur par un gonopore (poche
copulatrice de grande taille = vagin). Le vagin reçoit l’oviducte commun plus les canaux de
plusieurs spermatéques plus des glandes accessoires qui servent à sécréter du liquide visqueux
pour coller les œufs.
B.
Les différents types d’ovarioles
Chaque ovariole = tube épithélial avec une partie apicale (= germarium) ou l’on trouve des
ovogonies qui se multiplient, se différencie pour devenir des ovocytes accompagnés de
cellules nourricières : les trophocytes.
Les cellules en développement sont alignées et plus elles se rapprochent de l’oviducte plus
elles sont développées. La zone de croissance est appelée le vitellarium. Au fur et à mesure de
leur descente ces oviductes s’entourent de cellules folliculeuses.
1.
Les ovarioles panoïstiques
Ce sont les ovarioles sans trophocytes et c’est l’assise folliculaire seule qui alimente les
ovocytes. Ce type d’ovariole est caractéristique des insectes les moins évolués.
Ex : Thysanoures, Orthoptères, Odonates, Isoptères et trichoptères.
2.
Les ovarioles méroïstiques télotrophiques
On observe la présence de cellules nourricières qui reste dans le germarium qui émettent des
prolongements qui accompagnent les ovocytes dans leur descente.
Ex : Hémiptère, Coléoptère polyphage
3.
Les ovarioles méroïstiques polytrophiques
Les cellules accompagnent les ovocytes dans le vitellarium. Caractéristique des insectes les
plus évolués.
Ex : Holométabole, Dermaptére.
Les cellules nourricières ont la même origine que l’ovocyte. Au cours de l’ovogonie il y a la
création de 16 cellules, de ces 16 cellules une seule cellule donnera l’ovocytes, les autres
seront des cellules nourricières
[Schéma ovocyte cellules nourricières PG]
La durée de l’ovogenèse est de 12jours chez la drosophile
II.
Développement embryonnaire de la drosophile
A.
La segmentation
A la fin de l’ovogenèse l’ovocyte est entouré par une membrane vitelline très faible plus une
membrane épaisse le chorion fabriquée par les cellules folliculaires de plus ce chorion voit la
présence d’un trou appelé le micropyle qui est le seul point de passage des spermatozoïdes. La
fécondation a lieu au moment de la fécondation.
Lors de la fécondation un pronucléus entre dans la cellule œuf. On observe rapidement après
l’amphimixie (fusion des deux noyaux) les premières divisions nucléaires mais il n’y a pas de
division cellulaire jusqu’au stade 256 noyaux dans le cytoplasme. Ces noyaux s’entoureront
plus tard de cytoplasme pour devenir des énergides.
A 512 noyaux, ces noyaux migrent vers la membrane plasmique pour former un blastoderme
syncytial. Dans la région postérieure se différencient les cellules polaires (futures cellules
germinales)
Au 13eme cycle cellulaire on observe une segmentation réelle mais supersticiel = blastoderme
cellulaire.
Au 14eme cycle ces cellules deviennent mobiles et la gastrulation peut commencer.
B.
La gastrulation et la neurulation
1.
A la fin de la segmentation
On peut déterminer les territoires présomptifs = 1 zone a partir de laquelle on peut suivre le
destin des cellules. On observe une grande bande ventrale et médiane = territoire
mésodermique et de part et d’autre de cette bande on trouve les territoires
neuroectodermiques.
[schéma page 3TD PG]
L’amnio-sereuse ne participe pas à l’organogenèse.
2.
La gastrulation
Débute dans la région postérieure.
3.
La neurulation
Au moment de la neurulation, les cellules neuroblastiques qui se délaminent à partir du
feuillet neuro-ectodermique ventral et forment 2 bandelettes longitudinales à l’origine de la
cavité neurale ventrale. Par condensation, une paire de ganglions par segment est formée.
Dans la région céphalique, les ganglions fusionnent pour donner les ganglions cérébroïdes.
L’embryon se contracte dans le sens antéropostérieur, pour former le repli dorsal, et disparaît.
La division du corps en métamères devient visible. Sur une larve à 10 heures de
développement à 25°C, on peut compter 6 à 7 fragments céphaliques, 8 à 9 abdominaux et 3
thoraciques. L’acron et le telson ne sont pas des métamères.
C.
Cycle biologique de la drosophile
Adulte / Imago
1 mois
Développement embryonnaire
Développement post
embryonnaire
Embryon
1 jour
Pupe
Eclosion
Larve L1 (1J)
Métamorphose
Prépupe
III.
Larve L2
(1 jour)
L3 (2 jours)
Développement embryonnaire
Le jeune insecte qui sort de l’œuf n’a ni la taille ni la morphologie de l’adulte, ce qui sera
arrangé avec la croissance post-embryonnaire avec éventuellement une métamorphose au
final.
A.
La croissance post-embryonnaire
La cuticule n’est pas extensible. La croissance est donc discontinue, elle se fait par paliers,
interrompus par des phases de mue. L’insecte abandonne donc sa cuticule trop petite pour une
plus grande mue. La mue abandonnée est appelée exuvie. La mue imaginale est la dernière
mue qui donne l’Imago, l’adulte apte à la reproduction. A ce moment, l’insecte cesse de
grandir. La seule exception à cette règle est l’espèce des aptérygotes.
B.
La métamorphose
C’est un changement de forme, un processus qui se déroule pendant le stade intermédiaire : le
stade nymphal. Il y a des remaniements profonds de 2 types :
- Hystolyse (lyse des tissus)
- Hystogenèse (genèse des tissus)
3 critères :
- Structural : modifications anatomiques
- Ecologique : changement de milieu
- Ethologique : changement de comportement, de mode de vie
Tous les insectes n’ont pas de métamères véritables. Les seuls sont les Holométaboles.
C.
Les différents types de développement post-embryonnaire
1.
Les insectes aptérygotes
Ils n’ont pas d’ailes. Ce groupe est celui des amétaboles (= sans changement), les jeunes sont
très semblables aux adultes à l’éclosion, à la taille près. Les caractéristiques de l’adulte sont
les suivantes : la mue est suivie de reproduction, et il y a alternance entre croissance et
reproduction. Le développement est direct. On trouve par exemple dans ce groupe les
Collemboles, les Diploures, les Thysanoures.
2.
Les insectes ptérygotes
Ce sont les métaboles, il y a des changements plus ou moins importants, hétérogènes. Ce sont
donc des hétérométaboles. Dans ce groupe on retrouve tous les autres ordres d’insectes.
a)
Les insectes hétérométaboles paurométaboles (pauro =
peu de)
Les jeunes et les adultes se ressemblent, vivent dans le même milieu, on le même
comportement. A l’éclosion, le jeune diffère par la taille, l’absence d’ailes et de pièces
génitales. Les ébauches alaires sont visibles à l’extérieur à partir du dernier stade juvénile. On
appelle cela les exoptérygotes. On trouve ici les Orthoptères, les Dictyoptères, les
Dermaptères, les Hétéroptères.
b)
Les insectes hétérométaboles hémimétaboles
La larve et l’adulte vivent dans des milieux différents et présentent des comportements
différents. A l’éclosion, la larve est différente de l’adulte par sa morphologie, sa physiologie
et son mode de vie. On note encore qu’ils sont exoptérygotes. Le passage entre les différents
milieux s’accompagne d’un remaniement de l’appareil respiratoire, des pièces buccales, du
tube digestif. Les nymphes sont mobiles pour les modifications. On retrouve ici les Odonates
ou les Homoptères.
c)
Les insectes holométaboles (holo = complet)
La métamorphose est complète, la larve et l’adulte diffèrent complètement. Le stade
intermédiaire est immobile : stade nymphal ou nymphe. Les appendices sont invisibles avant
le stade adulte et se forment au stade nymphal. Ces insectes sont endoptérygotes. Suivant les
ordres diffèrent les types de larves et de nymphes. On trouve ici tous les papillons.
D.
Différents
Holométaboles
1.
types
de
larves
et
de
nymphes
chez
les
Différents types de larves
4 types :
Compodéïformes (ditique, chrysops, coccinelle)
- Mélolonthoïde (hanneton, lucane) : recourbées en C, assez massives
- Eruciforme (chenille, Lépidoptères) : 3 paires de pattes thoraciques et 5 paires de
fausses pattes abdominales.
- Vermiformes (vers, Diptères) : larves sans pattes ni région céphalique définie (asticot),
bourrelets locomoteurs = pattes régressées.
2.
3 types :
Différents types de nymphes
-
Momies ou chrysalides (Lépidoptères) : appendices non libres et adhérant au corps.
Enveloppées dans un cocon de soie.
Nues ou libres : appendices repliés mais non collés
Pupe : nymphe reste enveloppée dans la dernière exuvie qui durcit et le
développement se fait à l’intérieur.