Etude experimentale de la morphogenese de la

J. Embryol. exp. Morph. Vol. 21, I, pp. 149-64, February 1969 149
Printed in Great Britain
Etude experimentale de
la morphogenese de la cage thoracique chez
Fembryon
de Poulet: mecanismes et origine
du materiel
Par MADELEINE PINOT1
Institut d'Embryologie et de Teratologie experimentales du C.N.R.S.,
Nogent-sur-Mame (Directeur: Pr. Etienne Wolff)
I. INTRODUCTION—HISTORIQUE
Le Poulet possede 7 paires de cotes. Les deux premieres paires, cervicales, sont
courtes
et ne s'appuient pas sur le sternum. Les 5 paires posterieures, ou
thoraciques, sont plus longues; elles sont constitutes d'une partie vertebrale
(dorsale),
et d'une partie sternale (ventrale) qui, a leur point de jonction,
forment
un angle dont le sommet est dirige vers Farriere. Les 4 paires anteri-
eures de cotes thoraciques relient les vertebres
au sternum. La cinquieme pake,
qui possede une partie sternale plus courte,
ne va pas jusqu'au sternum.
L'origine
du materiel sternal, et surtout costal, ainsi que des muscles qui
accompagnent ces structures, a ete l'objet de controverses entre differents
auteurs.
Le premier, Fishel (1895) avait avance l'idee que, chez le Poulet
et le Canard,
il existait une migration diffuse des cellules des myotomes,
qui se melangeaient
aux cellules
de la somatopleure pour former les muscles ventrolateraux.
Jusqu'en 1953,
il etait admis le plus souvent que les somites formaient toutes
les cotes, ainsi
que les muscles de la paroi du corps, y compris les muscles
abdominaux.
La plaque laterale jouait un role de matrice de migration pour les
elements somitiques.
Un travail de Strauss & Rawles (1953) aboutissait a des conclusions differentes.
Apres des marquages effectues
au niveau des somites 21 a 25 chez des embryons
de Poulet
de 2-\- et 3 jours, et des greffes coelomiques de portions de plaque
laterale prelevees au meme niveau sur des embryons de 23
a 36 paires de somites,
les auteurs soutenaient
que le -| dorsal seulement des cotes et des muscles
thoraciques etait d'origine somitique, tandis
que la moitie ventrale etait
d'origine laterale. A la jonction des deux regions,
-} environ de la paroi du corps
etait due
a la collaboration des materiaux de double origine.
1
Adresse de fauteur: Institut d'Embryologie et de Teratologie experimentales du C.N.R.S.,
49 bis, avenue de la Belle Gabrielle, 94-Nogent-sur-Marne, France.

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Seno (1961<3) a repris le probleme. II a utilise des methodes experimentales
comparables a celles de Strauss & Rawles. II a place des marques tres fines de
charbon en bordure des somites, ou dans le sillon intersomitique, dans la region
des cotes, sur des embryons de Poulet de 26 a 32 paires de somites. II a d'autre
part pratique des excisions de fragments de plaque laterale chez des embryons de
meme age: ces embryons ont poursuivi leur developpement, tandis que les
fragments excises etaient greffes. De ces differentes experiences, l'auteur a conclu
que le mesenchyme somitique formait toutes les cotes (au niveau des somites
19 a 26), les muscles intercostaux et les muscles abdominaux, tandis que la
plaque laterale donnait naissance au sternum et a la musculature pectorale.
L'origine laterale du sternum a ete mise en evidence par Fell (1939). L'auteur
a etudie le developpement du sternum chez la Perruche. Les plaques sternales
apparaissent au 6e-7e jour de l'incubation: ce sont deux formations paires,
etroites, condensees dans le mesoderme de la paroi laterale du thorax. Le
materiel sternal et l'ebauche du coracoide forment un tissu continu. En revanche,
aucune continuite n'existe, a ce stade, entre la region sternale des cotes et
l'ebauche du sternum. Fell a explante in vitro des fragments de mesoderme
lateral de l'embryon de
4 jours. Elle a pu ainsi localiser le territoire sternal avant
son apparition: sa limite anterieure se trouve au niveau du milieu de l'ebauche
de l'aile, sa limite posterieure deux somites en arriere de l'aile. En culture in
vitro, le tissu sternal presomptif est capable de se differencier.
Murillo-Ferrol (1963) a place un obstacle entre le mesenchyme somitique et la
plaque laterale, dans la region situee entre l'aile et la patte. L'auteur voulait ainsi
separer les territoires d'origine somitique, qui se formeraient dorsalement par
rapport a Fobstacle, et les territoires d'origine laterale qui se formeraient
ventralement. II a obtenu les resultats suivants: si l'intervention a lieu apres le
stade 13 de Hamburger & Hamilton (1951), le sternum se developpe ventrale-
ment, bien que tres malforme. Si l'intervention a lieu avant, il y a agenesie de la
moitie du sternum correspondant au cote opere. Murillo-Ferrol en a conclu que
le territoire sternal etait bien d'origine laterale, mais qu'il etait capable de
differenciation autonome a partir du stade 14 seulement (22 paires de somites).
Avant ce stade, la differenciation du sternum necessite la continuite normale
entre les cotes et la plaque sternale primitive. Murillo-Ferrol a d'autre part
confirme les resultats de Seno concernant l'origine somitique du materiel costal.
Les differents travaux cites concernent surtout l'origine du materiel qui forme
les parois du corps.
Nous avons repris ce probleme, mais nous avons surtout porte notre attention
sur les mecanismes de la morphogenese thoracique.
Dans quelles conditions se fait la migration du materiel somitique? Quel role
jouent dans cette migration l'axe nerveux d'une part, la plaque laterale d'autre
part? Cette derniere a-t-elle un role passif seulement? Est-elle necessaire a la
migration? La determination precoce du territoire sternal est-elle comme Fa
indique Murillo-Ferrol, dependante de la migration du materiel somitique et de

La cage thoracique 151
la morphogenese costale? Nous avons egalement cherche a determiner a quel
stade s'efTectuait la migration du materiel somitique.
II. MATERIEL ET METHODES
Nous nous sommes adresse a l'embryon de Poulet {Gallus gallus) de la race
Leghorn blanche.
Au cours de ce travail, nous avons utilise les methodes experimentales sui-
vantes: greffes coelomiques et radiodestructions localisees.
A. Greffes
coelomiques
Une incision est pratiquee, a l'aide d'une aiguille de verre dans la somato-
pleure, en arriere des arteres omphalomesenteriques, sur un embryon-hote de
3 jours d'incubation. Le greffon est introduit dans le ccelome, ou il est rapide-
ment irrigue. Le plus souvent, le greffon se developpe sans relations tissulaires
avec les parois de la cavite ccelomique; il n'est attache a l'hote que par un fin
pedoncule conjonctif dans lequel passent les vaisseaux qui l'irriguent.
B. Radiodestructions localisees
La methode, mise au point pas Ancel & Wolff (1934), a ete decrite en detail
par Wolff (1936). Elle permet de detruire selectivement, par un faisceau de
rayons X, une region determinee de l'embryon.
Nous avons utilise le tube Machlett AEG 50T, a anticathode de tungstene et
fenetre de beryllium. A une distance de 11 cm, si l'appareil fonctionne sous une
tension de 60 kV pour une intensite de 15 mA, le debit, en presence du localisa-
teur est de l'ordre de 10.000 r/min.
C. Depouillement des resultats
1. Histologie
Le fixateur utilise est le liquide de Bouin. Les coupes sont colorees a l'hema-
toxyline ou glychemalun-eosine, au bleu alcian ou au bleu de toluidine.
2. Coloration du squelette
L'etude du squelette cartilagineux a ete faite apres coloration en masse au
bleu de toluidine, et eclaircissement dans un melange a parties egales de benzoate
de benzyle et de benzene. Une telle technique a ete mise au point par Lundvall
(1927).
Les deux techniques ont souvent ete utilisees successivement: apres examen
du squelette, le materiel est inclus, coupe, et soumis a une etude histologique.

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III. ROLE DE LA PLAQUE LATERALE DANS LA MIGRATION
DU MATERIEL COSTAL
A. Technique
Nous nous sommes demande si la plaque laterale exercait un role actif et
indispensable dans la migration du materiel costal. Nous avons effectue la
serie experimentale suivante (schema 1): les somites
21 ou 22 a 25 d'embryons de
25 a 32 paires de somites sont preleves a gauche ou a droite, avec une moitie du
n
Greffe coelomique
8 jours
Schema 1. Schema illustrant l'experience realisee pour etudier le role de la plaque
laterale dans la migration du materiel costal: une bande de somites, isoles de la
plaque laterale, est greffee dans le ccelome d'un embryon-hote.
tube nerveux. Le mesonephros, sous le mesenchyme somitique reste en place.
Chaque fragment ainsi excise est greflfe dans la cavite coelomique d'un note de
trois jours. L'hote est sacrifie apres
8 jours. Le greflfon n'est retenu que s'il s'est
developpe sans connexions tissulaires avec l'hote.
B. Re suit at s
Trente grefTes de ce type ont ete realisees: 24 greffons ont ete retenus, et
etudies apres coloration en masse par la methode de Lundvall.
Dans tous les cas, en l'absence totale de la plaque laterale, des cotes se sont
formees. Des vertebres, incompletes se differencient egalement dans tous les
greffons.

La cage thoracique 153
C. Conclusion
La formation des cotes s'effectue independamment de la plaque laterale. Les
cotes sont dues a des excroissances tissulaires qui se produisent a partir du
mesenchyme somitique. Un substratum de migration n'est pas indispensable.
IV. ROLE DU TUBE NERVEUX ET DE LA CHORDE DANS
LA MIGRATION DU MATERIEL COSTAL
A. Introduction
Nous savons, grace aux travaux de Strudel (1953a, b; 1955) et Watterson,
Fowler & Fowler (1954) que la chondrogenese somitique et la morphogenese
vertebrate sont sous la dependance du tube nerveux et de la chorde. Le materiel
costal, issu des somites est-il capable de se differencier en l'absence des organes
axiaux?
B. Technique
Pour repondre a cette question, nous avons effectue la serie experimentale
suivante (schema 2): d'un cote, alternativement gauche et droit, nous avons
preleve les somites
21 ou 22 a 25 (A), de l'autre, les somites controlateraux avec
II )
Greffe ccelomique
8 jours
Schema 2. Role des organes axiaux dans la migration du materiel costal. Les somites
21 ou 22 a 25 sont greffes seuls (A) ou avec les organes axiaux, tube nerveux seul ou
tube nerveux et chorde (B).
le tube nerveux seul, ou le tube nerveux et la chorde (B), sur des embryons de
24 paires de somites a
5 jours d'incubation (stades 15 a 26). Le plus souvent, le
mesonephros est laisse en place sous le mesenchyme somitique; a 4^ et
5 jours,
il est excise pour diminuer le volume du materiel preleve.
Chaque fragment est greffe dans le ccelome d'un embryon de 3 jours, qui est
sacrifie apres 8 jours.