Chapitre IX. Les Arthropodes.

Chapitre IX.
Métazoaires Triploblastiques Cœlomates :
Les Arthropodes.
1. Caractéristiques évolutives des
Arthropodes
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
EXOSQUELETTE
Fonction initiale protectrice :
fonctions de support et de locomotion
Structure de la
cuticule des
Arthropodes
poil
épicuticule
exocuticule
endocuticule
hypoderme
Glande cutanée
Cellule sensorielle
1.2. Cette enveloppe rigide ou cuticule
recouvrant la surface externe du corps impose
pour le déplacement l’acquisition :
⇒ d’appendices
pluri - articulés
⇒ de muscles pour
les animer.
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…
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 lacunaires
ou 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
3 classes (+ 1 fossile) : Chélicérates, Crustacés, Uniramés
- Divergences très anciennes
- Séquences d’apparition et ancêtre : inconnus…
Classe
Respiration
Appendices
locomoteurs
CHÉLICÉRATES
Bouche :
1 p. chélicères
1 p. pédipalpes
Aérienne
4 p. d’app.
Locomoteurs
(octopodes)
CRUSTACÉS
1 p. mandibules
2 p. d’antennes
Branchiale
Variable
(décapodes pour
les + évolués)
UNIRAMÉS
1 p. mandibules
1 p. d’antennes
Trachéale
n paires d’ app.
locomoteurs.
Sous-classe
Arachnides
Mérostomes
Branchiale
3 p. d’ app.
locomoteurs
(hexapodes)
Nb. sous
classes
Myriapodes
Insectes
hypostome
Chélicères :
appendices buccaux chélicères
terminés par une
pince
pédipalpes
Pédipalpes :
appendices tactiles
masticateurs ou
préhenseurs
rostre
- 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. Principales caractéristiques de l’organisation
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…
prosoma
opistosoma
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
Pièces buccales
- Appareil venimeux : chélicères. Enzymes +++
- Glandes sécrétrices de soie (sérigènes) à fonctions
multiples.
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
oeufs
Sarcoptes scabiei : gâle humaine
Adulte Femelle
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…
5.3. Classe des Uniramés
- 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 élaboré
de canaux ⇒ O2 aux cellules et organes.
Excellente adaptation .
- Deux sous –classes :
MYRIAPODES
INSECTES +++
MYRIAPODES :
- Scolopendre, Mille-pattes,
- 2 régions : tête et tronc segmenté, long et
flexible, nbses. paires de pattes,
- mâchoires puissantes : capture de proies.
INSECTES :
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.
INSECTES :
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.
AIR
cuticule
muscle
trachée
AIR
épiderme
Organisation type d’un insecte
INSECTES :
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 membraneuses
HYMENOPTERES (abeilles, fourmis)
2. Recouvertes d’écailles.
LEPIDOPTERES (papillons)
3. Postérieures seules membraneuses
HETEROPTERES (punaises)
INSECTES :
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 : ANOPLOURES
Pediculus humanus,
Phthirius inguinalis
- Rôle pathogène par
parasitisme direct
- Rôle +++ du « pou de
corps » dans de
grandes épidémies
historiques : typhus
(bactéries :
Rickettsies)
hématophagie
temporaire
Punaises : HETEROPTERES
Punaise des lits : Cimex
Triatomes, Réduves
- Triatomes :
Rôle pathogène par
transmission de
protozoaires flagellés
(trypanosomose
américaine :
maladie de Chagas)
hématophagie
temporaire
Punaises : HETEROPTERES
Punaise des lits : Cimex
Triatomes, Réduves
- Cimex lectularius :
Rôle pathogène direct
par piqûre.
hématophagie
temporaire
Puces : SIPHONAPTERES
- Puce du rat :
Xenopsylla cheopis
vecteur du bacille de la
peste.
hématophagie
temporaire
Moustiques +++
DIPTERES
-Aedes : arboviroses
fièvre jaune,
dengue,
chikungunya,
West Nile…
- Anopheles :
paludisme
- Culex : nématodoses
filarioses
hématophagie
temporaire
Paludisme à
P. falciparum
Anophèle femelle
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.
Dr Touitou, Pharo, Marseille
Aedes albopictus
Début de l’épidémie de chikungunya , Mars 2005
Mouches : DIPTERES
- Mouche tsé-tsé ou
glossine :
Rôle pathogène par
transmission de
protozoaires flagellés
(vecteur de la
trypanosomose
africaine :
Maladie du sommeil)
hématophagie
temporaire
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 à
la vie terrestre avec les Insectes.
• Mais Î 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…