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Chapitre IX. Métazoaires Triploblastiques Cœlomates :

Les Arthropodes.

Fonction initiale protectrice : fonctions de support et de locomotion

1. Caractéristiques évolutives des Arthropodes

EXOSQUELETTE

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

Structure de la cuticule des Arthropodes

poil

exocuticule

endocuticule

hypoderme

épicuticule

Cellule sensorielle

Glande cutanée

1.2. Cette enveloppe rigide ou cuticulerecouvrant la surface externe du corps impose pour le déplacement l’acquisition :

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…

⇒ d’appendices pluri - articulés

⇒ de muscles pour les animer.

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 lacunairesou 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

- Divergences très anciennes - Séquences d’apparition et ancêtre : inconnus…

3 classes (+ 1 fossile) : Chélicérates, Crustacés, Uniramés

Myriapodes

Insectes

n paires d’ app. locomoteurs.

3 p. d’ app. locomoteurs (hexapodes)

TrachéaleUNIRAMÉS1 p. mandibules1 p. d’antennes

Nb. sous classes

Variable(décapodes pour

les + évolués)

BranchialeCRUSTACÉS1 p. mandibules2 p. d’antennes

Arachnides

Mérostomes

4 p. d’app. Locomoteurs (octopodes)

Aérienne

Branchiale

CHÉLICÉRATESBouche : 1 p. chélicères1 p. pédipalpes

Sous-classeAppendices locomoteurs

RespirationClasse

Chélicères :

appendices buccaux terminés par une pince

Pédipalpes :

appendices tactiles masticateurs ou préhenseurs

rostre

pédipalpes

chélicères

hypostome

- Mandibules :

pièces buccales ou « dents »chitineuses, mues par des muscles

puissants

- Uniramés :

appendices locomoteurs non ramifiés (opposition aux

appendices « biramés » des Crustacés ou Arachnides).

5.1. 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…

5. Principales caractéristiques de l’organisation

opistosoma

prosoma

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

- Appareil venimeux : chélicères. Enzymes +++ - Glandes sécrétrices de soie (sérigènes) à fonctions multiples.

Pièces buccales

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

Sarcoptes scabiei : gâle humaine Adulte Femelle

oeufs

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…

MYRIAPODESMYRIAPODES INSECTES +++INSECTES +++

- 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 élaboréde canaux ⇒ O2 aux cellules et organes. Excellente adaptation .

- Deux sous –classes :

5.3. Classe des Uniramés

MYRIAPODESMYRIAPODES : - Scolopendre, Mille-pattes, - 2 régions : tête et tronc segmenté, long et flexible, nbses. paires de pattes, - mâchoires puissantes : capture de proies.

INSECTESINSECTES :

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.

INSECTESINSECTES :

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.

cuticule

épiderme

trachée

muscle

AIR

AIR

Organisation type d’un insecte

INSECTESINSECTES :

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 membraneusesToutes membraneuses

HYMENOPTERES (abeilles, fourmis)

2. 2. Recouvertes dRecouvertes d’é’écailles.cailles.

LEPIDOPTERES (papillons)

3. 3. PostPostéérieures seules membraneusesrieures seules membraneuses

HETEROPTERES (punaises)

INSECTESINSECTES :

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 : ANOPLOURESPediculus humanus, Phthirius inguinalis

- Rôle pathogène par parasitisme direct

- Rôle +++ du « pou de corps » dans de grandes épidémies historiques : typhus (bactéries : Rickettsies)

hématophagietemporaire

Punaises : HETEROPTERES Punaise des lits : CimexTriatomes, Réduves

- Triatomes : Rôle pathogène par transmission de protozoaires flagellés (trypanosomose américaine : maladie de Chagas)

hématophagietemporaire

Punaises : HETEROPTERES Punaise des lits : CimexTriatomes, Réduves

hématophagietemporaire

- Cimex lectularius : Rôle pathogène direct par piqûre.

Puces : SIPHONAPTERES hématophagietemporaire

- Puce du rat : Xenopsylla cheopisvecteur du bacille de la peste.

Moustiques +++ DIPTERES

hématophagietemporaire

-Aedes : arboviroses fièvre jaune, dengue, chikungunya, West Nile…

- Anopheles :paludisme

- Culex : nématodoses filarioses

Anophèle femelle

Paludisme àP. falciparum

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.

Aedes albopictusDr Touitou, Pharo, Marseille

Début de l’épidémie de chikungunya , Mars 2005

Mouches : DIPTERES hématophagietemporaire

- Mouche tsé-tsé ou glossine : Rôle pathogène par transmission de protozoaires flagellés (vecteur de latrypanosomoseafricaine : Maladie du sommeil)

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 àla vie terrestre avec les Insectes.

• Mais 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…