1 Laboratoire « Arthropod Classification » kit vendu par Boreal Laboratories, #1801-82 1. Les arthropodes c’est quoi? (doc word) 2. Identification d’arthropodes p14-15 + autres images du web 3. Identification des parties des arthropodes p.S1 et S2 (Corrigé p.11) 4. Trouvez les arthropodes dans la page S3 5. Divisez les organismes en Insecte oui Arachnide 6. Sac d’arthropodes à chaque groupe + feuille d’observation S5 7. Création d’une clef dichotomique (p.S7) pour les arthropodes du sac. (à remettre en format word avec photo des spécimens du sac) 2 SBI3U_Biodiversité_Laboratoires_Arthropodes Embranchement des Arthropodes Les arthropodes du grec arthron « articulation » et podos «pied», aussi appelés « articulés » — sont un embranchement d'animaux invertébrés dont le plan d'organisation est caractérisé par un corps segmenté formé de métamères munis chacun d'une paire d'appendices articulés et recouvert d'une cuticule ou d'une carapace rigide, qui constitue leur exosquelette, dans la plupart des cas constitué de chitine. Leur mue permet, en changeant périodiquement leur squelette externe, de grandir en taille (mue de croissance) ou d'acquérir de nouveaux organes, voire de changer de forme (mue de métamorphose). L'embranchement des arthropodes est celui qui possède le plus d'espèces et le plus d'individus de tout le règne animal (80 % des espèces connues). Le système nerveux est ganglionnaire et ventral. Système circulatoire : Il n'y a ni capillaires, ni veines mais possède des artères réduites en tailles. Les Arthropodes possèdent un système circulatoire ouvert ou la grand cavité se nomme l’hémocœle. Dans celle-ci, circule l'hémolymphe, liquide circulatoire dont le rôle est analogue au sang et au liquide interstitiel chez les vertébrés. Le cœur, situé dorsalement, est formé d'une ou de plusieurs poches en série linéaire et percées chacune d'une paire d'orifices ou ostioles. À chaque dilatation, le sang est aspiré à travers les ostioles. À chaque contraction, il est chassé dans les artères. Le sang est incolore ou bleuté, et contient seulement des globules blancs. Beaucoup d'arthropodes parasites, piqueurs ou suceurs sont vecteurs de maladies. 3 L’embranchement des Arthropodes est divisé dans les taxons suivants: 4 Sous embranchement des Chélicérates (8 pattes, 4 paires) Classe Araignées Chez les Chélicérates, le corps est divisé en 2 parties : o Avant : céphalothorax, composé de 8 segments o Arrière : abdomen, constitué de 12 segments (et d'une pièce terminale supplémentaire, le telson). Les chélicères : ce sont des pièces buccales faisant office de mandibules, elles donnent leur nom au groupe. La plupart des Chélicérates sont incapables d'ingérer de la nourriture solide : ils sont donc amenés à boire du sang ou à projeter leurs sucs digestifs pour digérer leurs proies à l'extérieur du corps (digestion externe). Elles se présentent généralement sous forme de pinces cornées, mais peuvent subir des modifications chez certains groupes. Ainsi, chez les araignées, elles sont modifiées en crochets venimeux ; chez les tiques, elles forment un tube armé de pointes apte à percer la peau de leur hôte. Les chélicérates n’ont pas d’antennes mais possèdent des appendices qui leurs permettent de sentir : Les pédipalpes : ce sont des appendices couverts de soies sensorielles, ils encadrent l'orifice buccal. Ils ont un rôle tactile et servent à manipuler les proies. Chez les scorpions, les pédipalpes sont modifiés et forment les pinces Quatre paires de pattes attachées au céphalothorax : les pattes du prosome sont uniramées et portent une branchie réduite. Elles permettent de marcher ou de nager. Chez les Arachnides qui tissent des toiles, elles sont aussi utilisées pour la manipulation de la soie. Figure #1 : Chélicères d'une femelle de Cheiracanthium punctorium, avec deux gouttelettes de venin Figure #2 : Chélicères de la tique Ixodes ricinus Figure #3 : schéma d’une face d’areigné 5 Sous embranchement des Crustacés Ce terme crustacé, obtenu à partir du latin crusta, croûte, désigne classiquement une classe d'Arthropodes généralement aquatiques, dont la carapace est constituée de chitine imprégnée de calcaire. 5 à 8 paires de pattes : Le nombre de pattes est cependant très variable parmi les crustacés Ce sont des animaux dont le corps est revêtu d’un exosquelette chitinoprotéique appelé exocuticule et souvent imprégné de carbonate de calcium. Cette forme de carapace est plus ou moins rigide, sauf en certaines zones qui demeurent souples et permettent l’articulation des différentes parties du corps ainsi que des appendices et autorisent les mouvements. Les crustacés forment un vaste ensemble de plus de 50 000 espèces dont les formes sont aussi diverses que celle d’une balane, d'un copépode, d’un cloporte ou d’un homard et dont les tailles varient de l’échelle millimétrique des petites formes planctoniques comme les copépodes à celles du plus grand arthropode terrestre, le crabe de cocotier (presque 1 m pattes étendues) ou celle du plus grand arthropode vivant, le crabe géant du Japon Macrocheira kaempferi (presque 4 m d’envergure). Dans la série des records, il faut mentionner aussi le krill antarctique Euphausia superba dont l'espèce représente probablement la plus forte biomasse animale de la planète (500 millions de tonnes, valeur approchée). La Tête : possède des yeux en paires, généralement composés. o Division de la tête : 5 métamères dont la présence est caractéristique de la tête des Crustacés : o 1) antennulaire (paire d’antennes) o 2) antennaire (deuxième paire d’antennes o 3) mandibulaire muni des mandibules o 4) maxillulaire muni des maxillules o 5) maxillaire, muni des maxilles Maxillules (ou première Maxille) : une des pièces buccales de l'insecte, les mâchoires Maxilles : mâchoires 6 http://simulium.bio.uottawa.ca/bio2525/labo/Protocoles/crustace.htm 7 Sous embranchement des Hexapodes (classe des insects) trois paires de pattes articulées, des yeux composés et une paire d'antennes. Les insectes ont un corps segmenté soutenu par un exosquelette qui est composé d'une cuticule chitineuse. Les segments du corps sont organisés en trois parties principales qui sont la tête, le thorax et l'abdomen. La tête possède une paire d'antennes, une paire d’yeux composés, des ocelles et trois ensembles d'appendices modifiés qui forment les pièces buccales. Ces appendices se sont spécialisés avec l'évolution, si bien que maintenant on en retrouve plusieurs types (broyeur, suceur, suceur-piqueur, suceur-spongieux et suceur-lécheur). NB : ocelles =Un œil simple de quelques arthropodes qui permet de capter les variations de luminosité. Mandibules : Les mandibules sont des pièces buccales (grosses pinces du devant de la tête) de certains arthropodes. Les mandibules sont situées de part et d’autre de la bouche qui est entourée d’autre part du labre (labrum), ou langue, impair. Avec près de 1,3 million d'espèces décrites, les insectes représentent plus des deux tiers de tous les organismes vivants. Ils constituent la plus grande part de la biodiversité animale (définie par le nombre d'espèces). On estime à entre 6 et 10 millions d'espèces possibles, ce qui représenterait plus de 90 % des différentes formes de vie animale. Beaucoup d'insectes sont considérés comme écologiquement bénéfiques en tant que prédateurs, pollinisateurs, producteur de commodités (miel, soie, etc.), détritivores, ou encore en tant que source de nourriture pour de nombreuses espèces animales et humaines. L'entomologie est la branche de la zoologie dont l'objet est l'étude des insectes. (voir le scientiste de Science Nord) 8 A. Criquet B. Abeille C. Papillons D. Moustique (a=antenne, c=œil composé lb=labium, lr=labre, lb=mandibule, lx=maxillules) http://apisite.online.fr/anat4.htm 9 La respiration de l'insecte se fait grâce à des invaginations du tégument appelées trachées qui constituent un réseau apportant l'oxygène directement aux cellules. Ces trachées s'ouvrent sur l'extérieur par des stigmates respiratoires à ouverture variable, sur les côtés des segments (pleurites) thoraciques et abdominaux. http://ekladata.com/8xujASHnw4M6MO-42cpSMvqmKvM.jpg http://simulium.bio.uottawa.ca/bio2525/labo/Protocoles/insecta.htm 10 Le cycle de vie des insectes implique plusieurs métamorphoses. Ce cycle évolutif est une série de stades (œuf, larve, nymphe, adulte) qui se succèdent au cours d'une génération complète. Ce cycle peut être interrompu annuellement par des conditions climatiques défavorables (température, pluie, manque de nourriture, etc.). http://www.cwf-fcf.org/fr/decouvrez-la-faune/ressources/lecons/labc-de-la-pollinisation.html 11 http://apiculture-populaire.com/couvain.html Le parasite Acarapis woodi est responsable de l’acariose de la trachée chez l’abeille, et se localise dans le tube respiratoire de l’abeille adulte, perçant la paroi de la trachée pour se nourrir de l’hémolymphe de l’abeille. http://www.vita-europe.com/fr/maladies/l-acariose-de-la-trachee/ 12 Sous embranchement des Myriapodes Les invertébrés de la classe des myriapodes comprennent des animaux qui ont plus de six pattes, et c'est pourquoi ils ne sont pas des insectes. Ils sont habituellement de forme allongée, allant que quelques millimètres à plusieurs centimètres selon l'espèce. La tête, qui porte une petite paire d'antennes, est suivie de segments, certains portant chacun une ou deux paires de pattes. Les différents myriapodes, comme les millipèdes, centipèdes... n'ont en réalité rarement plus d'une centaine de pattes. Si un segment ne porte qu'une paire de pattes, on va le classer dans les Chelipodes (Chilopoda), si il en porte deux, l'animal est de la classe des Diplopodes (Diplopoda). En général, ils ne sont pas vraiment dangereux, mais certaines espèces de Diplopodes peuvent mordre, injecter du venin, ou produire des substances toxiques irritantes. Il est toujours préférable d'utiliser des gants pour les manipuler. Les myriapodes subissent une métamorphose plus simple que les insectes, pour passer de l'oeuf à l'insecte adulte. Ce sont des animaux plutôt nocturnes qui restent sur le sol ou dans les plantes, où ils se nourrissent. La majorité des myriapodes sont utiles, car ils chassent des insectes nuisibles et les autres participent à la décomposition des végétaux en humus et autres matières organiques. Ils sont aussi la proie de bien des oiseaux, reptiles ... http://www.bestioles.ca/invertebres/myriapodes.html La tête comporte une paire d'antennes, des lèvres supérieures, 4 paires de mandibules, et deux paires de mâchoires. La myriapodologie est la science qui étudie les myriapodes. http://fr.wikipedia.org/wiki/Myriapoda 13 Les Chilopodes ou Centipèdes (Chilopoda) sont une classe d'arthropodes myriapodes. Chacun des nombreux segments porte une paire de pattes sauf le premier dont la paire d'appendices est transformée en paire de crochets à venin appelés « forcipules ». Cette particularité unique parmi les myriapodes, définit leur classe. La morsure des plus grandes espèces est douloureuse pour un homme adulte et peut parfois être très dangereuse pour un enfant. Les diplopodes (Diplopoda), plus connus sous le nom de « mille-pattes », sont une classe d'arthropodes myriapodes. Nocturnes ou lucifuges, ils vivent (exceptionnellement en colonies denses) sous les pierres, dans le sol, dans le bois mort et en décomposition et dans les endroits humides. Comme les vers de terre, mais moins profondément, les diplopodes contribuent à la formation de l'humus, forestier notamment, ainsi qu'à l'aération du sol et au brassage de ses couches superficielles et de la matière ligneuse en décomposition. Ils sont composés de nombreux segments. Les quatre premiers portent une simple paire de pattes, les suivants sont fusionnés deux à deux et montrent de ce fait deux paires de pattes par segment (contrairement à ceux des chilopodes qui n'en portent qu'une seule). Ils ne possèdent pas de crochets venimeux comme les chilopodes, leur régime alimentaire est végétarien et détritivore. Pour se défendre, ils peuvent s'enrouler et émettent des substances répulsives et toxiques. Wiki. 14 Sous embranchement des Trilobites Les Trilobites ont été les rois du monde marin, mais à l'ère paléozoïque. C'est un groupe à présent éteint. Les trilobites sont bien connus car ils sont l'un des groupes fossiles les plus répandus. Par ailleurs, ils ont donné les fossiles les plus diversifiés : on recense entre neuf et quinze mille espèces. La plupart d'entre elles étaient des animaux marins simples et petits, qui filtraient la vase pour s'alimenter. Les trilobites variaient en taille, d'un millimètre à plus de soixante-dix centimètres, avec une moyenne entre deux et sept centimètres. Le plus grand trilobite connu, Isotelus rex, mesurait 72 cm de long, et fut retrouvé en 1998 par des scientifiques canadiens sur les rivages de la baie d'Hudson.