Mue et métamorphose des insectes

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  • 7/23/2019 Mue et mtamorphose des insectes

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    Mue et mtamorphose desinsectes

    Sommaire

    Introduction! 2A. Les diffrents types de dveloppement postembryonnaire

    des insectes! 2B. La mue des insectes! 4

    B.1. Structure du tgument! 4B.2. Les tapes de la mue! 6

    C. Dterminisme endocrinien de la mue des insectes! 7C.1. Organisation gnrale du systme neuroendocrine des insectes! 7

    C.2. Les expriences fondamentales de Wigglesworth: mise en vidence dun contrlehormonal (1934)! 9C.3. Les expriences fondamentales de Fukuda: mise en vidence du mcanismehumoral contrlant la mue (1940)! 10C.4. Mise en vidence de lexistence dune hormone prothoracicotrope (PTTH) et duneglande de mue! 11

    C.5. Mise en vidence du rle de lecdysone! 11C.6. Mise en vidence de l'hormone du rle de l'hormone juvnile (JH)! 13

    D. La mtamorphose des insectes! 14D.1. Transformations lies la mtamorphose! 14

    E. Le dterminisme endocrinien de la mtamorphose!15E.1. Description du mcanisme! 15

    Dveloppement animal et vgtal

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    Introduction

    Aprs closion zigote juvnile crise pubertaire (maturation des gonades) adulte

    Il existe plusieurs types de dveloppement:

    Dveloppement direct : le juvnile ressemble l'adulte et a le mme habitat (souvent le caschez les vertbrs)

    Dveloppement indirect : le juvnile ne ressemble pas l'adulte, il n'a donc pas le mmehabitat Le juvnile va subir une mtamorphose et aprs sa crise pubertaire, on obtiendra un adulte. L'intrtcologique on colonise des niches cologiques plus grande

    Le dveloppement embryonnaire sera activ par des facteurs endocriniens, ce sont les mmes

    facteurs que ceux durant le dveloppement embryonnaire

    A. Les diffrents types de dveloppement

    postembryonnaire des insectes

    Type demtamorphose

    Groupe systmatique Caractristiques

    Amtaboles Aptrygotes (Collemboles,Protoures, Thysanoures)

    Les jeunes sont semblables aux adultes et ont le mmemode de vie. Les gonades deviennent fonctionnelles aucours d'une mue imaginale. Croissance continue par desmues post-imaginales.

    HtromtabolesPauromtaboles

    Exoptrygotes (Orthoptres,Isoptres, Dictyoptres,Phasmoptres, Dermaptres,Htroptres)

    Jeunes semblables aux adultes; dveloppement progressifdes bauches alaires externes qui deviennentfonctionnelles au cours de la dernire mue. Organessexuels fonctionnels aprs la dernire mue: mue imaginale

    HtromtabolesHmimtaboles

    E x o p t r y g o t e s(Ephmroptres, Odonates,

    Plcoptres, Homoptres)

    Existence de larves qui diffrent des adultes par denombreux caractres morphologiques. Milieu de vie

    diffrent (aquatique ou souterrain (Homoptres). Existenced'une nymphe libre et mobile.

    Holomtaboles Endoptrygotes (coloptres,d ip t res , l p idop t res ,nvroptres, hymnoptres)

    Larves et Imagos diffrents; La nymphe est caractrisepar une immobilit plus ou moins grande. Mtamorphoseen adulte au cours de ce stade.

    Insectes amtaboles : insecte qu'on trouve dans le sol. Ce sont des insectes qui n'ont pas

    d'ailes. Oeuf juvnile crise pubertaire adulte mues successives synchronises

    avec le cycle de reproduction des individus

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    Exoptrygotes:

    Insectes htromtaboles pauromtaboles: comme le criquet, il dispose d'aile et d'bauches

    alaires la surface de l'animal. Oeuf juvnilemue larvaire juvnile mue

    imaginale adulte

    Htromtaboles hmimtaboles : Oeuf juvnile mue larvaire + mue nymphale

    nymphe (moment de la mtamorphose) mue imaginale adulte

    Endoptrigote:

    Insectes holomtaboles : mouches. Oeuf juvnile mue larvaire + mue nymphale

    nymphe (moment de la mtamorphose) mue imaginale adulte

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    B. La mue des insectes! ! B.1. Structure du tgument3 couches qui composent la cuticule qui repose sur une assise cellulaire (pithlium

    monostratifi)

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    Ractions biochimiques du tannage des protines

    La chitine : la production de chitine se fait aprs la mue et sera galement sous un contrle

    hormonal. C'est un polymre de N-actylglucosaminequi permet la rigidit de la cuticule. Ces

    molcules N-actylglucosamine s'assemblent pour former une fibrille. 2 3 ranges de fibrilless'assemblent pour former un feuillet. Les feuillets s'agenceront ensuite de manire hlicodale. Il

    y a des zones du tgument ou il y a n'y a pas de rigidit (articulations), on trouve ces endroits

    de la rsiline. La chitine explique pourquoi linsecte doit muer (pour grandir). Ils auront donc

    une croissance par palier

    ! ! B.2. Les tapes de la mue! ! 1re tape: apolyseIl y a un dcollement de la cuticule de l'pithlium. Ce dcollement cre un espace qui va se

    remplir d'un liquide qu'on appelle : liquide exuvial produit par les cellules pidermiques. Au

    dpart, ce liquide exuvial (riche en protases et chitinases) est inactif

    ! ! 2e tape: formation de la cuticule pr exuvialLes cellules pidermiques sous l'influence de l'ecdysone vont former l'picuticuline et

    l'exocuticule. On a une bauche de nouvelle cuticule. On a activation des enzymes du liquide

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    exuvial qui va commencer dgrader la futur ex cuticule. Linsecte rcupre les anciens

    produits de dgradations de l'ancienne cuticule pour llaboration de la nouvelle (rcupration)

    ! ! 3e tape: dgradation de lancienne cuticule! ! 4e tape: exuviationMoment o l'insecte se dbarrasse de son ancienne cuticule. Gnralement il se gonfle d'air et

    s'tire afin de crer une rupture au niveau des lignes d'exuvasion

    ! ! 5e tape: volution postexuvialeProduction d'endocuticule et tannage des protines

    C. Dterminisme endocrinien de la mue des

    insectes

    C.1. Organisation gnrale du systmeneuroendocrine des insectes

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    ! ! Les aires neuroscrtrices et les organes neurohmauxCes aires sont rassembles dans une zone du cerveau qu'on appelle pars intercrbralis. De

    ces aires partent des axones qui aboutissent un organe neurohmal (corps cardiaques)Un organe neurohmal : endroit o se fait la jonction en l'axone et l'hmolymphe (permet de

    librer la scrtion de lhormone)

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    ! ! Les glandes endocrinesCes glandes peuvent avoir plusieurs localisations chez linsecte, mais il se situe trs souvent

    dans le prothorax. Chez les amtaboles, les glandes de mue vont dgnrer l'issue de la mue

    pubertaire (les mues servent juste ensuite au cycle de reproduction)

    On trouve aussi des glandes prothoraciques dans le thorax et les corps allates dont on parlera

    plus tard

    C.2. Les expriences fondamentales de

    Wigglesworth: mise en vidence dun contrlehormonal (1934)

    Les premires expriences ont t faites sur une punaise hmatophage (Rhodnius Prolixus)

    dveloppement embryonnaire dterminer par 5 stades, dont 4 mues. Toutes ces mues sont

    dclenches par un repas de sang

    Intrt: C'est un animal qui survit la dcapitation. l'issue du repas, on sait quaprs 15 jours,

    il muera

    Wigglesworth dcapit la tte de la punaise diffrents moments aprs un repas de sang:

    Moins de 3 jours aprs un repas de sang: elle survit plus de 15 jours, mais elle ne va pas

    muer

    Au-del du 4e jour aprs le repas de sang: l'issue des 15 jours, l'animal va muer

    Conclusion : un facteur cphalique est important pour la mue et il se met en place dans les 3

    premiers jours (c'est la priode critique)

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    Il a fait ensuite des expriences de

    parabiose: il a dcapit des punaises et

    les a relis entre elles par un cathter

    qu i permet de fa i re changer

    l'hmolymphe entre les 2 insectes. En

    faisant a, il a constat que les 2

    animaux mus en mme temps. Le

    facteur es t donc vh icu l par

    l'hmolymphe (une hormone)

    C.3. Les expriences fondamentales de Fukuda: miseen vidence du mcanisme humoral contrlant la mue

    (1940)

    Fukuda a fait des expriences sur le papillon de soie (holomtabole). Le papillon a 5 tapes

    larvaires et ce qui dclenche la mue c'est aussi l'alimentation. Il fait des ligatures diffrents

    endroits pour empcher le passage de l'hmolymphe

    Ligature postcphalique : dans les 80 heures qui suivent la prise de nourriture, l'animal ne

    mue pas. Sil ligature aprs la 80e heure, linsecte mueLigature msothorax: il s'aperoit qu'il dcale la priode critique. Avant la 95e heure, il ny a

    pas de mue, mais aprs oui

    Conclusion : on peut penser quun facteur cphalique met 15 heures pour aller dans le

    msothorax, mais cela nest pas possible, car l'hmolymphe circule plus vite. L'autre hypothse

    est que le facteur cphalique agit sur un lment du prothorax qui va engendrer la mue au bout

    de 15 heures

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    C.4. Mise en vidence de lexistence dune hormone

    prothoracicotrope (PTTH) et dune glande de mue

    Pour dtermine

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