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2016-2017
Biologie Animale
– UE : V– Biologie animale
Les Nématodes et les Euarthropodes
Semaine : n°27 (du 24/04/17 au
28/04/17)
Date : 28/04/17
Heure : de 10h30 à
11H30
Binôme : n° 49
Professeur : Pr. Aliouat
Correcteur : n°23
Remarques du professeur -
PLAN DU COURS
I)
Les vers nématodes importants en santé humaine
A)
Cycle du Wuschereria Bancrofti
B)
Répartition géographique
II)
Les euarthropodes
A)
Particularités morphologiques
B)
Les euarthropodes
1)
Les caractères dérivés propre des panarthropodes et des euarthropodes
2)
La cuticule des euarthropodes
C)
1)
D)
Anatomie générale des euarthropodes
Le rôle des appendices
L'anatomie interne
1)
Le système circulatoire
2)
Le système excréteur
3)
Le système respiratoire
4)
Le système nerveux
5)
Le système digestif
III)
A)
Les chélicérates
Anatomie générale
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B)
Anatomie interne
C)
Les arachnides
1)
Les points communs
2)
Les différences
3)
Exemple d'aranéide
4)
Exemple de scorpion
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Biologie Animale
I. Les vers nématodes importants en santé humaine
A) Cycle du Wuschereria Bancrofti
C'est un nématode très important en santé publique puisque 105 millions de personnes sont infectées.
Il est transmis par différents genres de
moustiques. Les moustiques déposent sur la peau des
larves lors de leur repas sanguin.
Ces larves qui font à peu près 1mm vont
pénétrer la peau et traverser la barrière cutanée pour
ensuite migrer dans l'organisme et donner des vers
adultes qui vont être beaucoup plus grands :
• le mâle fait 5 cm
• la femelle fait 10cm
Ces vers adultes vont se localiser dans les vaisseaux
lymphatiques.
Ils vont se reproduire et les femelles vont libérer des
larves qui sont retrouvées dans la lymphe mais aussi
dans le sang.
On appelle ces larves des larves microfillaires. Ce
sont des larves microscopiques qui vont faire environ 300 micromètres de long et 6 micromètres de large.
Les microfillaires effectuent des mues pour donner des larves de différents stades (chez les
nématodes, on a différents stades larvaires à cause de la cuticule qui est très épaisse et qui va obliger
ces larves à changer de peau pour grandir) jusqu'au stade L3 qui est le stade infectant pour un nouvel
hôte.
Ces microfillaires vont circuler dans le sang périphérique et vont pouvoir être reprises par un
nouveau moustique qui va les ingérer et qui va pouvoir transmettre la parasitose à d'autres personnes.
B) Répartition géographique
On voit que c'est essentiellement intertropical.
On va avoir différentes variantes de cette espèce :
• la principale variante Bancrofti est transmise par les moustiques aédes qui sont des moustiques
qui piquent le jour donc les microfillaires sont principalement libérées le jour
• la variété Bancrofti Pacifica (dans les îles du pacifique) est transmise par le moustique anophèle
qui pique au crépuscule voir la nuit donc les microfillaires sont plutôt libérées la nuit
→ Adaptation du parasitisme à l'hôte
La parasitose entraîne une stase lymphatique (la lymphe ne circule plus bien dans les vaisseaux) et
conduit à une pathologie appelée l'élephantiasis.
L'élephantiasis donne des œdèmes très importants au niveau des membres inférieurs et supérieurs.
Une parasitose très handicapante qui va s'installer dans la durée et une parasitose qui est difficile à traiter.
Même quand les adultes meurent, ils se calcifient dans les vaisseaux et on peut très difficilement
récupérer la circulation normale de la lymphe.
II. Les Euarthropodes
On est dans l'arbre des protosomiens.
Ils ont en commun avec les nématodes d'effectuer des mues de croissance puisqu’ils ont une cuticule
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épaisse qui ne permet pas de croître de façon continue. Il faut donc qu'ils changent de cuticule à
chaque fois qu'ils grandissent.
Les nématodes et les euarthropodes sont appelés les cuticulates et l'hormone de mue étant l'ecdysone, on
les appelle aussi les ecdysozoaires.
On est donc chez des organismes qui sont coelomates :
Les plathelminthes sont des acoelomates, les nématodes des pseudocoelomates. Parfois on les réunit
pour former les acoelomates vrais et les euarthropodes sont des coelomates.
A) Particularités morphologiques
Position relative du système nerveux par rapport au système digestif :
• Certains de ces organismes sont des hyponeuriens c'est à dire que le système nerveux, si on fait
une coupe transversale de l'organisme, va être situé majoritairement en face ventrale par
rapport au tube digestif. Les annélides, les mollusques et les euarthropodes sont hyponeuriens.
Les protostomiens sont pour la plupart des hyponeuriens.
•
Chez les deutérosomiens, on va avoir plutôt une situation qui sera épineurien c'est à dire que le
système nerveux va être en face dorsale par rapport au système digestif. On retrouve les
urocordés, les céphalocordés et les vertébrés.
•
Situation intermédiaire : les épithélioneuriens (oursin et étoile de mer)
On a un système nerveux qui est périphérique qui va se situer sous l'épithélium (au niveau de
l'ectoderme).
B) Les euarthropodes
C'est un groupe énorme et diversifié (millions à milliards d'espèces,
pas encore toutes découvertes).
On va faire des cercles concentriques et on peut distinguer le groupe
des panarthropodes qui regroupe tous les autres groupes, dont des
groupes très particuliers comme :
• les Tardigardes qui sont des organismes très petits (12 à
100 micromètres) qui peuvent entrer en vie, ralentir,
s'enkyster et résister à la sécheresse.
• les Onychophore qui sont des organismes très lents qui font
une dizaine de centimètres avec des pattes qui sont terminées
par des griffes qui vont vivre plutôt dans les forêts tropicales.
• les Arthropodes dans lequel on va avoir des fossiles et puis les vrais arthropodes =
euarthropodes (arthropodes vivants actuellement).
1. Les caractères dérivés propre des panarthropodes et des euarthropodes
Ils sont :
• pluricellulaires (métazoaires)
• segmentés → unités répétées tout le long du corps de cet
organisme qui sont des segments qui vont héberger tous
les appareils (respiratoire, nerveux, circulatoire...)
• cuticule ou exosquelette → squelette externe formé de
plaques articulées entre elles = sclérites. Les plaques ne
vont pas être totalement jointives ce qui permet
l'articulation des plaques entre elles (schéma page 46)
• les appendices sont paires et ils sont articulés d'où le nom
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d'arthropode car ils ont les pieds articulés
les appendices antérieurs vont être modifiés pour pouvoir prendre la nourriture
le cœur est dorsal juste au dessus du tube digestif et il est formé de petites chambres qu'on
appelle des ostioles
le cerveau est complexe. Il est formé de plusieurs ganglion qui ont chacun une fonction
particulière (innervation des organes des sens, innervation des appendices buccales …)
les yeux sont composés (plus une simple ocelle) d'ommatidies qui ressemblent aux cellules
photoréceptrices
Ce sont des bilatéraliens, coélomates, protostomiens et hyponeuriens
les muscles sont striés (première fois car avant on avait des muscles lisses à contraction
automatique) donc on peut avoir une contraction volontaire. Ils permettent un mouvement
coordonné des appendices (locomoteurs et buccaux)
exosquelette qui sert à faire des murs (cuticule épaisse)
reproduction sexuée → les 2 sexes sont séparés (dimorphisme sexuel)
l'ancien squelette est appelé l'exsuvie
nombreux stades larvaires
2. La cuticule des Euarthropodes
Elle a comme rôle d'essayer de limiter la déperdition en eau. On aura donc une épicuticule qui sera
imperméable et très rigide.
L'exocuticule est elle aussi rigide et contient de la mélanine et de la chitine (25%).
L'endocuticule est plus souple et contient de la chitine (60%).
Au dessus de l'épicuticule, on peut avoir des soies, des épines.
On a des apodermes = repli qui permet l'encrage des fibres musculaires qui contrôlent les appendices
On a un épiderme basal qui va sécréter toute la cuticule
On peut aussi avoir des cellules qui sécrètent des produits à la surface de la cuticule comme par exemple
des hormones ou des molécules antifongiques, bactéricides qui vont protéger des agressions extérieures.
Mécanisme de la mue :
Quand l'arthropode veut effectuer une mue, il doit détruire l'ancienne cuticule sauf qu'il y a des couches
imperméables rigides et difficiles à détruire.
Ce qu'il se passe c'est que des cellules glandulaires vont d'abord sécréter un gel de mue ou liquide
exuvial et ce gel, au départ, est inactif donc sous forme de pro-enzymes car s'il était actif tout de suite, il
pourrait détruire l'épithélium basal.
Puis les cellules vont sécréter la nouvelle cuticule et
c'est seulement à ce moment que les enzymes
deviennent actives.
Dans la nouvelle cuticule, ce qui est sécrété en
premier c'est l'épicuticule donc ce qui est
imperméable, ce qui montre bien que c'est
l'épicuticule qui protège des attaques extérieures.
On arrive au moment où on attaque l'ancienne
épicuticule qu'on appelle aussi exuvie. A ce moment
là, l'arthropode va faire gonfler son abdomen, faire
craquer cette peau et s'en extraire = exsuviation
Ensuite, il faudra un moment pour que la nouvelle peau se crée et soit complètement protectrice et il sera
donc très vulnérable
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C) Anatomie générale des euarthropodes
Les segments se regroupent en différentes parties qu'on
appelle des tagmes qui sont au nombre de 3 (page 55) :
• la tête → les segments de la tête ne sont pas
transfusionnés les uns aux autres. On ne voit plus
trop les limites. Elle a un rôle sensoriel et de
nutrition avec les appendices buccaux et les
appendices sensoriels (antennes et yeux)
• le thorax → rôle locomoteur avec les
appendices locomoteurs
• l'abdomen → rôle viscéral et de reproduction
et souvent sur l'abdomen on ne retrouve plus l'appendice
Il existe 2 segments particuliers :
• l'acron
• le telson
C'est deux segments ne portent jamais d'appendice.
Beaucoup de scientifiques se demandent si l’ancêtre des arthropodes avait un appendice à une seule rame
ou à deux rames.
Dans les groupes que l'on va étudier, ce seront des groupes uniramés (pas de seconde rame).
Les appendices biramées se retrouvent chez les crustacés.
1. Le rôle des appendices
Ils peuvent avoir un rôle de prise de nourriture. Cela peut être des récepteurs sensoriels comme chez
les crevettes. Cela peut aussi être la rame externe qui va être utilisée pour la respiration (échange gazeux)
et la locomotion.
Les appendices peuvent disparaître comme sur l'abdomen.
Sur le schéma, on voit bien les différentes plaques de la
cuticule :
• plaque dorsale = tergite
• plaque latérale où s'ancrent les appendices
locomoteurs = pleurite
• plaque ventrale = sternite
Dans chaque segment, on retrouve un morceau du système
circulatoire, des muscles striés, le tube digestif et la chaîne
nerveuse qui est ventrale
D) L'anatomie interne
Schéma à la page 48
1)
Le système circulatoire
On voit que le système circulatoire est lacunaire c'est à dire qu'il est ouvert. L'Homme a un système
circulatoire fermé c'est à dire que notre sang circule toujours soit dans le cœur soit dans les vaisseaux
sanguins. Ce n'est pas le cas chez les euarthropodes.
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Chez les euarthropodes, on n'a pas vraiment du sang mais de l'hémolymphe (pas d'éléments figurés
comme les globules rouges). Les pigments sont libres dans l’hémolymphe donc il n'y a pas de cellules.
Cette hémolymphe va circuler dans un vaisseau dorsale avec un cœur constitué de plusieurs chambres. Il
va circuler de l'extrémité antérieure à l'extrémité postérieure de l'organisme.
Il va circuler librement dans les cavités de l'organisme.
Il existe des systèmes de sinus qui va faire que l'hémolymphe va plutôt circuler du haut vers le bas puis
vers l'arrière et remonter vers la face dorsale pour être reprise au niveau du vaisseau dorsal.
2)
Le système excréteur
Il est encore un peu plus performant qu'avant.
Ce sont des tubes de Malpighi → tubes avec une extrémité fermée, qui vont se déverser au niveau du
rectum et par mouvement osmotique, les toxines vont se concentrer dans ces tubes et se déverser par
l'anus.
Les euarthropodes excrètent uniquement sous forme solide. Il n'y a jamais de perdition en eau. L'eau est
réabsorbée au niveau de l'ampoule rectale.
Il y a aussi des glandes isolées dont l'arthropode pourra se débarrasser.
3)
Le système respiratoire
Il va être variable selon les organismes.
On aura soit :
• des trachées → arbre trachéal avec des trachées de fort diamètre au départ qui vont s'ouvrir à
chaque segment dans la cuticule par des orifices qu'on appelle des stigmates respiratoires et puis
progressivement ces trachées vont se bifurquer et vont avoir un diamètre de plus en plus petit
pour arriver directement aux cellules, donc il n'y a pas de poumons et d'alvéoles pulmonaires.
• des branchies → surtout pour les larves aquatiques ou les crustacés. Cela permet d'assurer les
échanges gazeux avec l'oxygène dissout dans l'eau.
4)
Le système nerveux
Il est majoritairement en face ventrale donc ce sont bien des hyponeuriens.
Il est constitué d'une chaîne nerveuse avec une paire de ganglions à chaque segment.
Il y a ensuite un collier péri-oesophagien donc un collier nerveux qui entoure l’œsophage avec des
ganglions cérébroides qui sont ventraux (innervation des pièces buccales) et des ganglions dorsaux
(innervation des yeux, antennes et des palmes).
5)
Le système digestif
La bouche va se structurer et il va y avoir des appendices buccaux périphériques.
Il existe des glandes annexes avec les glandes salivaires qui sont très importantes.
Les glandes salivaires sont les réservoirs des pathogènes pour beaucoup d'insectes.
Dans les euarthropodes, on a une grande subdivision :
• Organisme dont la pièce buccale est des chélicères = chélicérates → les appendices pré oraux
vont ressembler à des pinces ou des crochets dont une partie va être enflée pour contenir du
venin. Cette partie va être directement connectée au crochet qui se termine en biseau pour
permettre une inoculation efficace du venin.
Les pédipalpes (pattes mâchoires) sont des organes sensoriels qui sont de part et d'autre des
chélicères → appendices qui ont un rôle sensoriel (appendices pré-oraux tactiles et pré-hensibles).
•
Organisme qui ont des mandibules à la place des chélicères = mandibulate → les mandibules ont
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plutôt un rôle masticateur et sont actionnées par les muscles striés.
Au lieu d'avoir des pédipalpes comme organe sensoriel, les mandibulates vont avoir des
appendices sensitifs = antennes. Le nombre de morceaux et la morphologie de ces antennes sont
très importants pour classer ces mandibulates.
Dans les chélicérates, on va retrouver
les arachnides et dans les arachnides,
on s'intéressera à étudier les araignées,
les scorpions et les acariens.
Les arachnides ont une respiration
aérienne alors que d'autre chélicérates
qu'on appelle les mérostomes ont
plutôt une respiration branchiale.
Les mérostomes sont un groupe qui ne
contient que quelques espèces qui n'ont
aucun impact en santé humaine. Ils sont
aquatiques.
Dans les mandibulates, on aura les milles pattes donc les myriapodes qui ont des appendices uniramées.
Les pancrustacés qui regroupent tous les « crustacés ». On ne les étudiera pas. Ils ont des appendices
biramées.
Les exapodes font partie des pancrustacés. C'est un groupe très proches des crustacés. Ce sont des
insectes.
Les pancrustacées ne seront pas abordés dans le cours.
III.
Les chélicérates
A) Anatomie générale
Ils ont une tête et un thorax fusionnés. Cette partie est le prosome (bouclier) qui est le centre névralgique
car il y a les ganglions cérébrosides donc cela doit être bien protégé.
C'est protégé par une partie de la cuticule plus épaisse.
L'abdomen va prendre le nom d'opisthosome. C'est la partie postérieure.
Ils ont des chélicères et des pédipalpes.
Ils ont 4 paires de pattes → grandes différences entre un arachnide et un insecte.
Ils se nourrissent par succion → ils vont grâce à leur chélicère envenimer la proie, l'immobiliser, injecter
de la salive qui contient des enzymes protéolytiques, digérer la proie et aspirer le produit de la digestion.
Dans les chélicérates, on a les arachnides et les mérostomes (qu'on étudiera pas).
Chez les arachnides, on a d'autres caractères qui les distinguent des mérostomes :
• au niveau de l'abdomen (opisthosome) → appendices réduits, modifiés ou perdus mais ce qui
reste sont les filières qui servent à filer le fil de soie
• la respiration peut être soit trachéale soit pulmonaire (poumon très simple sans alvéole). Ces
trachées vont s'ouvrir par ces stigmates respiratoires
B) Anatomie interne
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Les filières sont reliées à un canal et
à la glande séricigène (glande qui
fabrique la soie) .
La soie est une molécule qui est très
solide et très élastique. On a pas
encore réussi à imiter la soie des
arthropodes. C'est plus solide qu'un
câble d'acier.
On a le « poumon » qui est formé de
plusieurs centaines de lamelles. On
l'appelle d'ailleurs le « poumon
libre » à cause des lamelles qui font
penser aux pages d'un livre. Il est
situé en face dorsale.
Il s'ouvre par un stigmate qui contrôle l'entrée de l'air et dans ces lamelles, circule l'hémolymphe. Les
lamelles sont très fines et c'est à ce moment que peuvent se faire les échanges gazeux.
On voit le crochet venimeux avec la glande à venin qui est connecté au biseau.
La chaîne nerveuse centrale où il y a une paire de ganglions nerveux au niveau de chaque paire
d'appendices.
Le tube digestif a une glande annexe qui est l'hépato-pancréas qui permet la sécrétion d'enzymes et
donc une facilitation de la digestion au niveau de l'intestin.
Les araignées ont aussi une vision très sophistiquée car elles ont 8 yeux, surtout les araignées prédatrices
= ostioles
On voit le biseau du crochet à venin. La sécrétion du venin est quelque chose de volontaire donc il peut y
avoir piqûre sans pour autant avoir envenimation.
La reproduction chez les chélicérates est un comportement particulier notamment chez les scorpions avec
une danse nuptiale.
On a aussi des comportements prénuptiaux chez les araignées.
Les pédipalpes vont pouvoir servir au mâle pour prendre un spermatophore (pelote de mucus dans
laquelle on a les spermatozoïdes) qu'il peut transférer dans le pore génital de la femelle.
Les juvéniles ne vivent pas leur vie comme les autres organismes. Il y a une prise en charge des juvéniles
(les vieux veillent sur les jeunes).
C) Les arachnides
On va avoir 3 groupes :
• le plus nombreux en nombre d'espèces = araignée (aranéides) avec 35 000 espèces
• acariens au nombre de 30 000 espèces
• le moins riche en espèces = scorpion avec 1 200 espèces
1. Les points communs
Ils ont tous les chélicères et les pédipalpes.
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2. Les différences
Chez les aranéides, on voit bien la différence entre le prosome et l'abdomen ce qui est beaucoup moins le
cas chez les acariens qui ont tendance à avoir un corps complètement fusionné donc on ne verra plus la
limite entre prosome et opisthosome (corps globuleux).
Chez les scorpions, on voit bien la métamérisation → on voit bien tous les segments qui forment le
corps.
On aura des pédipalpes très développés = pinces qui sont à l'avant du scorpion
On voit bien le prosome, l'abdomen qui est d'abord très large et qui s'effile pour arriver au telson qui est
le dernier appendice.
C'est le telson qui porte la glande à venin et le crochet qui est venimeux.
Pour reconnaître un scorpion qui est venimeux il faut regarder l'extrémité postérieure. Si l'extrémité
postérieure est très large et si le telson est très important, ça veut dire qu'il est très venimeux par contre si
il a des grosses pinces, ça veut dire qu'il peut ne pas être dangereux.
3. Exemple d'aranéide
L'argyronète est une araignée aquatique.
Elle a quand même une respiration aérienne donc n'a pas de branchies et elle va tisser une toile pour
enfermer une bulle d'air. Elle va plonger et venir respirer dans sa bulle d'air.
Ses petits vont venir se développer dans cette bulle d'air qu'elle réalimente en air régulièrement.
La loxosceles reclusa est très venimeuse.
C'est une araignée lucifuge (elle vit dans l'obscurité). Elle se développe beaucoup dans les habitations.
On en retrouve plutôt en Amérique et dans les Antilles.
Son venin est nécrotique, il peut causer des nécroses très importantes de la taille d'une main.
C'est très compliqué de traiter ces nécroses car le venin est actif très longtemps donc il faut attendre la
disparition de l'effet nécrotique pour faire une greffe.
Celle qui est venimeuse est qui est présente dans le Sud de la France et en Corse notamment, c'est la
veuve noire ou Latrodecus mactans.
La femelle est reconnaissable car elle est noire avec une tache rouge sur la face ventrale de l'abdomen.
Le mâle est plus petit et plus terne alors que la femelle est plus colorée et plus grosse.
Après la reproduction, la femelle mange le mâle. C'est de la protéine facilement gagnée par la femelle qui
vient d'être fécondée et qui a besoin de beaucoup d'énergie pour amener ses œufs à maturation.
4. Exemple de scorpion
Androctonus australis : espèce très venimeuse qu'on trouve plutôt en Australie avec un venin
neurotoxique mais les scorpions aiment bien venir dans les habitations car ils y trouvent de la nourriture.
Ils ont un abdomen très large.
Euscorpius Flavicaudis : On en retrouve dans le Sud de la France :
• scorpion noir
• scorpion jaune
L'abdomen est beaucoup plus petit et ils ne sont pas vraiment venimeux, cela ressemble à une grosse
piqûre de guêpe.
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