TP II 2 Le criquet

Les criquets, et les insectes dans leur ensemble, sont des arthropodes, animaux possédant une cuticule externe rigide (qui

forme un exosquelette) et des membres articulés. Les insectes sont l’un des groupes les plus importants du monde actuel,

tant au niveau de leur quantité, que du nombre d’espèces différentes ou de leur variété de formes, de modes et de milieux

de vie. Le criquet appartient au taxon des insectes. Ce groupe contient environ 1 million d’espèces. Or, actuellement, 1,8

millions d’espèces ont été décrites (tout compris : animaux, végétaux, bactéries) : le groupe des insectes représente donc

une très grande part de la biodiversité.

Le criquet nous servira à établir les caractéristiques externes principales d’un Insecte, ainsi que la structure du

système respiratoire trachéen des Insectes. En complément avec le TP III 3 (écrevisse ou langoustine), nous

pourrons ainsi avoir une vision d’ensemble des Arthropodes.

I. Classification du Criquet migrateur et caractères généraux des Insectes

1. Le criquet migrateur : Locusta migratoria

Classification :

Locusta migratoria

Groupe Caractères dérivés propres

Métazoaire Animal pluricellulaire

Eumétazoaire Différenciation cellulaire et présence d’un système nerveux

Bilatérien Symétrie bilatérale, 3 feuillets embryonnaires, et cœlome.

Protostomien Le blastopore est à l’origine de la bouche. hyponeurien = système nerveux

ventral.

Ecdysozoaire Croissance discontinue par mues successives, liée à la présence d’une cuticule

Euarthropode Présence d’une cuticule et d’appendices articulés

Antennate = Mandibulate Présence d’une (ou deux) paire d’antennes et d’une paire de mandibules

Hexapodes = Insectes 3 paires de pattes locomotrices ; système respiratoire trachéen

Orthoptère Insecte sauteur, pièces buccales de type broyeur

Au sein des Orthoptères, les Criquets se différencient des Sauterelles par la présence d’antennes courtes et fortes (longues

et grêles pour les Sauterelles) et la nature précise des organes femelles liés à la ponte.

2. Les Insectes

Les Insectes sont des Arthropodes et possèdent donc à ce titre un certain nombre de caractères communs avec les autres

Arthropodes :

– La cuticule

– La métamérie : Chez les Insectes, on distingue 3 tagmes (regroupements de métamères1) : la tête, le thorax et

l’abdomen.

– Les appendices : Ces appendices sont généralement uniramés2 chez les Insectes. De façon générale chez les

Arthropodes, chaque métamère porte une paire d’appendices articulés.

1 Les animaux métamérisés sont formés de la répétition de segments plus ou moins identiques et « indépendants ». Les Annélides

(vers de terre, Néréis…) sont un exemple classique de métamérie : les « anneaux » visibles extérieurement correspondent à des segments

distincts du corps ; ces segments sont quasi-identiques les uns avec les autres. Dans le cas d’animaux comme les Insectes ou Crustacés,

on a une métamérie bien visible, en particulier au niveau du thorax et de l’abdomen ; toutefois, les métamères ne sont plus identiques,

mais différents les uns des autres. Ils sont, en particulier, regroupés en ensembles de plusieurs métamères, les tagmes : tête, thorax et

abdomen pour les Insectes, céphalothorax et abdomen pour les Crustacé. 2 Les appendices des Arthropodes ‘primitifs’ comportent, chacun, une succession d’éléments du côté dorsal et une autre succession

d’éléments du côté ventral : Ils sont dits « biramés ». Les appendices de certains Arthropodes, dont les Insectes, ne comportent plus

qu’une unique succession d’éléments (= les articles) : Ils sont dits « uniramés ».

Chez les Insectes, les appendices abdominaux sont absents. Les appendices persistants sont très variés et leurs organisations

sont liées à des adaptations à des fonctions particulières: mastication, locomotion.

Les Insectes font partie de l’embranchement des Arthropodes. Il s’agit d’animaux métamérisés, dont les segments portent

des appendices articulés ; les Arthropodes possèdent un exosquelette, la cuticule. Cette cuticule, rigide, est formée en

particulier de chitine ; il s’agit d’une matrice extracellulaire, secrétée par l’hypoderme, unistratifié. On distingue plusieurs

phylum au sein des Arthropodes :

- Les Trilobitomorphes : tous disparus ; il s’agit essentiellement des Trilobites, animaux marins répandus pendant le

paléozoïque (ère primaire).

- Les Antennates, ou Mandibulates :

– Les Insectes.

– Les Crustacés : animaux marins, possédant des branchies et un nombre de paires de pattes différent de trois

(exemples : cloporte, crabe, homard, …)

– Les Myriapodes : mille-pattes, scolopendre, etc.

- Les Chélicérates : par de mandibule ni d’antennes, mais présence d’une paire de chélicères (exemples :

scorpions, araignées, limule, …)

Les métamères du criquet

Le premier (Acron) et dernier (Telson) segments n’ont pas rang de métamère.

3. La biologie des Criquets migrateurs

Le criquet est un insecte qui vit dans les prairies et les clairières. Il existe de nombreuses espèces de criquet, à la fois dans

les régions tempérées, mais également dans les régions tropicales et subtropicales. Dans les régions tropicales et

subtropicales, certaines espèces de criquet comptent parmi les fléaux de l'agriculture. En effet, pendant les années qui sont

favorables à sa reproduction, certaines espèces de criquet pullulent. A partir d'une certaine densité, leur comportement se

modifie, et les animaux se déplacent alors en essaims (comportement grégaire) qui envahissent et dévastent les cultures

avoisinantes. Le criquet migrateur est une de ces espèces. Le criquet étudié en morphologie externe présente les caractères

de l'animal en phase grégaire (allongement des ailes), puisque les élevages sont réalisés à forte densité de population.

II. Morphologie générale du Criquet

Le Criquet est un animal de 5 à 6 cm de long, d’une coloration variable : gris taché de noir chez les adultes jeunes ; à

maturité sexuelle, les femelles sont brunes et les mâles jaune citron.

L’exosquelette est divisé en plaques rigides, les sclérites. A l’endroit où les différentes régions de cuticule durcie s’appuient

l’une contre l’autre, la cuticule est plus mince et membraneuse : ces membranes articulaires permettent une plus grande

flexibilité entre les sclérites.

Au niveau de chaque métamère, on peut distinguer plusieurs sclérites:

- Un tergite, ou sclérite dorsale

- Deux pleurites latérales

- Un sternite, ou sclérite ventrale

Chaque métamère porte ancestralement une paire d’appendices, insérés entre le sternite et la partie ventrale du pleurite.

Le corps du criquet apparaît donc comme étant constitué d’un ensemble de métamères, compris entre un acron

(antérieur) et un telson (postérieur) qui n’ont pas valeur de métamère.

La métamérie est fortement altérée par la fusion de plusieurs métamères, ce qui aboutit à la subdivision du corps en trois

tagmes :

- Tête : sa présence montre une céphalisation. Elle porte la bouche et les organes sensoriels perceptions sensorielles, prise

alimentaire, mastication.

- Thorax : porte trois paires de pattes locomotrices et deux paires d’ailes (ces dernières ne sont pas des appendices, mais des

expansions épidermiques) locomotion.

- Abdomen : métamérie bien conservée ; les pièces génitales sont à l’extrémité postérieure du corps fonctions végétatives

et reproductrices.

Dessiner votre criquet, faites apparaître les éléments de classification visibles et la métamérie et son altération

III. Etude de la région céphalique

La tête est enfermée dans une capsule céphalique, et porte la bouche, les organes sensoriels et les appendices buccaux.

1. Capsule céphalique

Elle est formée de la soudure de sept sclérites, sans rapport avec la métamérie initiale. On observe à l’intérieur des

expansions squelettiques, les apodèmes, qui servent de point d’ancrage pour les muscles (mandibulaires en particulier), et

supportent le tube digestif et le cerveau (qui est formé par la coalescence de plusieurs ganglions). Elle s’ouvre vers l’arrière

par le trou occipital.

2. Organes sensoriels et vie de relation

Les yeux sont constitués par l'accolement d'un grand nombre d'yeux élémentaires : les ommatidies. Chaque ommatidie est

un œil élémentaire, qui forme un hexagone à la surface de l'œil. Les yeux permettent la vision.

L'œil du criquet est composé de centaines de petits yeux élémentaires appelés ommatidies. Dans chaque ommatidie, on

retrouve une cornée, un cristallin et une cellule photoréceptrice au fond. Les yeux du criquet et ceux des Vertébrés comme

la vache sont une convergence évolutive : ils présentent la même structure, mais celle-ci est apparue indépendamment

dans l'évolution (= ce n'est pas un trait hérité d'un ancêtre commun).

Vernissez un œil de criquet, attendez que le vernis sèche pour le décoller et l’observer au microscope (entre lame et

lamelle dans une goutte d’eau). Mettez en évidence les ommatidies.

Les ocelles sont au nombre de 3 (deux latéraux et un médian). A leur niveau, la cuticule est bombée et transparente. Ils ont

une fonction de détection des variations de l'éclairement.

Les antennes sont constituées de deux segments basaux, surmontés d'un flagellum constitué d'un grand nombre d'articles.

Les antennes sont des organes sensoriels tactiles et olfactifs.

Observer attentivement ces organes à la loupe binoculaire. Noter en particulier la présence de soies nombreuses

(sensorielles) sur les antennes.

3. Pièces buccales : appareil buccal (primitif) de type broyeur et vie de nutrition

Les appendices des animaux métamérisés sont à l’état ancestral de type locomoteur. Au niveau de la tête, cette fonction locomotrice a été perdue, et les appendices se sont spécialisés en organes sensoriels et organes masticateurs : les pièces

buccales.

Les pièces buccales de criquet entourent la bouche et sont disposées ventralement : disposition hypognathe.

Elles assurent le broyage des aliments consommés, l'appareil buccal du criquet et de type broyeur. Le régime alimentaire

du criquet est strictement herbivore.

Les pièces buccales sont constituées du labre (lèvre supérieure), d'une paire de mandibules, d'une paire de maxilles, du

labium, ainsi que de l'hypopharynx, sorte de lange chitineuse qui se détache du toit de la cavité orale.

- Immobiliser la tête à l’aide d’une épingle (optionnel). OPERER ENSUITE SOUS LA LOUPE BINOCULAIRE.

- Arracher une à une les pièces buccales à l’aide d’une paire de pinces fines en manœuvrant à leur base, au niveau

de leur insertion. Disposer les pièces buccales sur une feuille en conservant l’orientation biologique.

Face antérieure : détacher la lèvre supérieure (labre) puis les mandibules.

Face postérieure : commencer par la lèvre inférieure (labium) puis les mâchoires et l’hypopharynx.

- Fixer chaque pièce buccale à l’aide d’un minuscule point de colle, et réaliser un dessin légendé de chaque type

de pièce buccale. Scotcher les pièces pour une meilleure conservation et conserver la feuille comme référence.

Les différents appendices sont à connaître, mais le nom des différents articles les composant n’est pas exigible.

Labre: Le labre n'est pas un appendice articulé, mais une extension d'une sclérite céphalique. Il est doté d'une forte

musculature, grâce à laquelle il maintient et pousse les aliments entre les autres pièces buccales.

Mandibules: Les mandibules sont des appendices puissants, qui s'articulent grâce à un condyle articulaire qui pivote dans

une cavité. Les mandibules sont constituées de deux régions: une région incisive formée de denticules aiguës qui

sectionnent les végétaux, et une région molaire formée d'une série de crêtes molles qui broient les végétaux. Chaque

mandibule porte une brosse de soies qui filtrent l'entrée de la bouche au repos. Les mandibules sont mises en mouvement

par des muscles puissants : lors du prélèvement des mandibules, on note la présence d’importantes invaginations de

cuticule, les apodèmes ; ces structures permettent l’insertion de muscles puissants.

Maxilles = Mâchoires: Les maxilles sont des appendices dont la base est constituée du cardo et du stipes. Sur le stipes

sont insérés : un palpe maxillaire, qui est un organe sensoriel tactile et gustatif, la galéa, et la lacinia à fonctions

masticatrices.

Hypopharynx: L'hypopharynx constitue une langue allongée qui provient du plafond de la cavité buccale.

Labium: Le labium constitue une lèvre inférieure, formée par la fusion d'une paire d'appendices biramés, ayant la même

organisation que les maxilles. Les deux bases fusionnées forment le mentum. Sur cette base s’insèrent : deux palpes

labiaux, deux paraglosses, et deux petites glosses.

4. Bilan : organisation métamérique de la tête

La tête est constituée d’un premier segment, l’acron, qui n’est pas considéré comme un métamère.

L’acron porte les yeux (2 yeux composés + 2 ocelles) et 5 métamères : T1 à T5.

Le métamère T2 ne porte pas d’appendice mais il est recouvert par une expansion de cuticule rigide appelée labre.

Le criquet est un herbivore, les pièces buccales portées par T3, T4 et T5 sont donc adaptées au broyage, elles sont

munies de renforcements de cuticule très rigides.

Nom Paire d’appendice porté Fonction

T1 Antennes Organe sensoriel

T2 (aucun)

T3 Mandibules Pièce buccale (alimentation)

T4 Maxilles Pièce buccale (alimentation)

Palpes = organes sensoriels

T5 Labium

Le labium est constitué de la soudure de 2 pièces buccales, il est unique.

Pièce buccale (alimentation)

Palpes = organes sensoriels

IV. Etude de la région thoracique

1. Organisation générale et locomotion

Le thorax est relié à la tête par une zone articulaire souple, le collum. On distingue trois métamères : le prothorax (th1), le

mésothorax (th2) et le métathorax (th3).

Le prothorax est caractérisé par le

développement très important de son

tergite, qui constitue une sorte de selle =

pronotum = corselet. Ce tergite masque

les autres sclérites qui limitent le

prothorax, et recouvre vers l'arrière une

partie du mésothorax. Le protonum est

parcouru de sillons qui marquent la

position de l’insertion des muscles

prothoraciques. Le prothorax porte une

paire de pattes P1.

Le mésothorax est limité dorsalement par

un tergite au niveau duquel sont insérées

les 2 premières ailes. L'épisternite (pleurite

antérieur du segment) et l'épimérite

(pleurite postérieur du segment) latéraux sont nettement séparés. Le sternite ventral est fusionné avec les sternites du

métathorax et du premier métamère abdominal, ce qui forme un plastron. Le mésothorax porte la première paire d'ailes et

la deuxième paire de pattes P2. Le mésothorax porte la première paire de stigmates (orifices respiratoires), en arrière de

ses épimérites.

Le métathorax est limité dorsalement par un tergite plus développé que le mésotergite (tergite du mésothorax), qui porte

la deuxième paire d'ailes. Les pleurites sont nettement séparés et portent la deuxième paire de stigmates en arrière des

épimérites. Le métathorax porte la troisième paire de pattes P3.

Les trois segments thoraciques portent une paire de pattes, d’où un déplacement possible au niveau du sol (par marche ou

par saut) et une possibilité de fixation aux végétaux. Les segments Th2 et Th3 portent chacun une paire d’ailes, d’où un

déplacement possible par vol.

2. Trois paires de pattes locomotrices (les Insectes sont des Hexapodes)

Prélever une patte de chaque paire, scotcher sur une feuille blanche et légender.

Les 3 paires de pattes sont de tailles différentes, mais sont construites sur le même plan. L'ensemble s'insère (par le coxa)

dans une cavité articulaire. Les coxa des deux premières paires de pattes sont dirigés ventralement, alors que le coxa de la

troisième paire est dirigé vers l'arrière. Les muscles coxaux sont insérés au niveau d'un apodème situé à la base du coxa.

Coupe transversale du thorax

(source : BCPST1 Lavoisier, M. Breuil)

Les fémurs des pattes postérieures sont plus développés que ceux des pattes antérieures. Ils sont dilatés dans le sens dorso-

ventral et aplatis latéralement. Ils contiennent de puissants muscles extenseurs qui sont insérés au niveau de crêtes internes

marquées par des stries externes. Ces muscles puissants permettent le déplacement par sauts de l'animal.

Les fémurs de la troisième paire de pattes portent une série de petites saillies qui constituent l'organe de stridulation.

Les mâles peuvent en effet striduler en frottant cette crête contre une rangée de denticules située au niveau des élytres (voir

plus loin - abdomen). Les femelles ne peuvent pas striduler car la formation de denticules au niveau des élytres est trop

rudimentaire.

Les tibias portent une rangée d'épines, auxquels s'ajoutent des ergots au niveau de la troisième paire de pattes.

Les tarses sont constitués de 3 segments réunis par une membrane qui autorise une grande liberté de mouvement. Ils portent

des pelottes.

Les différents appendices sont à connaître, mais le nom des différents articles les composant n’est pas exigible.

3. Les ailes

Prélever les ailes et scotcher sur la même feuille que les pattes, en position étalée ; légender.

Les deux paires d'ailes sont très différentes.

Les ailes antérieures ont une surface réduite. Au repos, elles recouvrent les ailes postérieures repliées, et les protègent:

ce sont les élytres. Elles ont un rôle négligeable dans le vol.

Les ailes postérieures dépliées présentent une surface considérable, et sont les ailes impliquées dans le vol de l'animal.

Les ailes présentent un certain nombre de nervures spécifiques classées en deux catégories: les nervures longitudinales

qui relient l'ensemble de l'aile aux pièces articulaires, et les nervures transversales qui relient entre elles les nervures

longitudinales. Les plus grosses nervures comportent une trachée.

Les ailes sont constituées de deux régions:

- le rémigium antérieur, qui constitue la partie active de l'aile qui est soumise à l'action des muscles alaires. Il est

architecturé par de nombreuses nervures longitudinales.

- le vanus = champ vanal en forme d'éventail, qui est séparé du rémigium par le pli vanal = pli cubital. Le vanus

est réduit au niveau des élytres, et prend une grande importance dans les ailes métathoraciques, où il peut se plier

en accordéon.

Les ailes sont articulées à leur base par une série de sclérites articulaires qui les unissent au corps.

Pour information : le vol du Criquet

La disposition des nervures rend le bord antérieur de l'aile rigide, alors que le vanus est flexible. Pendant le vol, l'aile subit une rotation autour de son

axe longitudinal, qui trace un 8 dans un plan transversal. Les mouvements des ailes sont assurés par une musculature puissante, composée de muscles qui agissent de façon directe sur la position des ailes

(muscles pleuraux) et de muscles qui agissent de façon indirecte (muscles dorso-ventraux et muscles longitudinaux).

4. Bilan

Le thorax est composé de trois métamères, portant chacun une paire de pattes. Les élytres et les ailes ne sont pas des

appendices.

Nom Appendice porté Fonction

Th1 Pattes marcheuses Locomotion (marche)

Th2 Pattes marcheuses Locomotion (marche)

Th3 Pattes sauteuses Locomotion (marche, saut)

V. Etude de la région abdominale

La description de l’abdomen, et en particulier des pièces génitales, n’est pas au programme : « Pour Information »

1. Organisation générale : 11 métamères

L'abdomen est la partie la plus importante en taille du corps de Locusta migratoria. Il est composé de 11 métamères, plus ou moins

spécialisés, et dépourvus d'appendices articulés. Les métamères abdominaux sont limités par un tergite dorsal et un sternite ventral

liés par des membranes articulaires latérales.

Le premier métamère abdominal est le plus grand métamère de l'abdomen. Il porte sur ses flancs les organes tympaniques. Une

paire d'orifices respiratoires = stigmates sont localisés en avant de l'organe tympanique. Le sternite du premier métamère abdominal

participe à la formation du plastron.

Les organes tympaniques sont des organes auditifs, situés sur le côté de l’abdomen 1. Ils permettent au criquet de réagir aux stridulations

émises par les mâles.

Les métamères abdominaux 2 à 8 sont identiques entre eux, et identiques entre la femelle et le mâle. Ils sont très mobiles et les

membranes articulaires qui les unissent permettent une élongation considérable de l'abdomen, notamment chez la femelle pendant la

ponte. Cette souplesse permet également les mouvements respiratoires. Chacun de ces métamères porte une paire de stigmates =

orifices respiratoires.

2. Pièces génitales

Observer à la loupe binoculaire et déterminer le sexe de votre Criquet.

Les métamères 9, 10 et 11 sont profondément modifiés en relation avec leur fonction reproductrice. L'ovopositeur = oviscape de la femelle est composé de 3 paires de valves: les valves antérieures = ventrales; les valves latérales =

dorsales, et les valves postérieures = internes.

Le vagin et l’entrée de la spermathèque s’ouvrent entre ces valves.

Chez le mâle, le 9ème sternite est considérablement développé et sa partie la plus distale forme la plaque sous-génitale, constituant le

plancher de l’organe copulateur complexe (non visible en morphologie externe).

Reproduction du criquet Chez le criquet, comme chez presque tous les insectes, les sexes sont séparés: espèce gonochorique. De plus, le criquet présente un

dimorphisme sexuel. L'échange des gamètes nécessite un accouplement, au cours duquel le mâle produit un spermatophore

(spermatozoïdes agglomérés), qu'il introduit dans les voies génitales femelles, entre les valves.

Les spermatozoïdes sont stockés par la femelle dans une spermathèque. Les ovules produits par la femelle passe devant le canal de la

spermathèque au cours de l'ovulation. Ils sont alors fécondés, et les œufs sont pondus à l'extérieur par la femelle.

Les œufs subissent alors leur développement embryonnaire, et des jeunes criquets sortiront directement des œufs. Ces jeunes criquets

diffèrent des criquets adultes par l'absence des ailes et des pièces génitales, mais ils possèdent le même mode de vie et le même habitat.

Le développement du jeune criquet en criquet adulte se fait par mues successives, avec développement progressif des pièces génitales

et des ailes. Ce développement est particulièrement accéléré pendant la dernière mue (mue imaginale) qui produit le criquet adulte.

VI. Le système respiratoire trachéen des Insectes

Le milieu aérien étant peu porteur et desséchant, les surfaces d'échanges du criquet sont internes. La respiration du

criquet (comme celle de tous les insectes) est réalisée par un appareil respiratoire de type trachéen. L'appareil respiratoire

du criquet est constitué de trachées, qui sont des tubes constitués par des invaginations de l'épiderme. Leur structure est

comparable à celle du revêtement du corps: épiderme (épithélium) recouvert d'une cuticule: l'intima, plus fine que la

cuticule externe. La forme des tubes est assurée par des épaississements en anneaux ou en spirale de la cuticule.

L'intima est renouvelée entièrement à chaque mue, ainsi que l'ensemble de la cuticule ! Les trachées communiquent avec

extérieur par les stigmates. Ces stigmates débouchent ainsi dans des trachées longitudinales parcourant tout le corps.

Il existe 10 paires de stigmates : 2 paires thoraciques et 8 paires abdominales. Ces stigmates sont fermés la majeure partie

du temps, et ne s’ouvrent que le temps nécessaire à la respiration (ceci limite les pertes en eau). De ces trachées partent de

nombreuses ramifications qui irriguent tout les organes. Les ramifications sont accompagnées d'une diminution

progressive du diamètre des trachées. Les plus petites trachées sont les trachéoles. Elles se terminent en cul-de-sac au

niveau de cellules spéciales: les cellules trachéolaires. Au niveau du contact entre la trachéole et la cellule trachéolaire, la

cuticule est très fine et permet les échanges d'eau et de gaz. C'est au niveau des cellules trachéolaires uniquement qu'ont

lieu les échanges de gaz entre les cellules et l'air contenu dans les trachées. On trouve souvent des structures

complémentaires volumineuses associées au système trachéen primaire : les sac trachéens, ou sacs aériens. Ils se

remplissent et se vident alternativement d’air lors des mouvements d’inspiration et d’expiration.

Le principe de la respiration des Insectes est donc d’acheminer l’air atmosphérique au plus proche de toutes les

cellules de l’organisme. Le dioxygène passe de l’air trachéolaire aux cellules, et le dioxyde de carbone suit le chemin

opposé. L’appareil circulatoire, qui véhicule hormones et nutriments, n’achemine pas les gaz respiratoires.

Le criquet, qui est un insecte de grande taille, renouvelle l'air contenu dans son système trachéolaire par des mouvements

respiratoires. Ces mouvements impliquent les muscles de l'abdomen: lors de leur contraction, l'air est chassé des trachées.

L'inspiration est passive est démarre lorsque les muscles se relâchent. Généralement, les stigmates ne sont pas ouverts en

même temps: ainsi, certains stigmates sont expirateurs et d'autres inspirateurs.

– Fixer le Criquet ventralement sur le fond de la cuvette et inciser latéralement les parois de l’abdomen et du thorax. La

grande quantité de matière blanche floconneuse est le corps adipeux.

– (les Invertébrés se dissèquent toujours par la face dorsale, alors que les Vertébrés se dissèquent –sauf pour une

dissection du système nerveux- par la face ventrale)

– Repérer les tubes argentés qui s’étendent de chaque côté de l’animal et qui font partie du système respiratoire. Ce sont

les troncs trachéens. Ils paraissent être argentés car ils sont remplis d’air.

– Prélever une trachée et la monter entre lame et lamelle. Observer les anneaux en spirale, ou ténidies.

– Essayer de suivre le système trachéen. Repérer qu’il s’étend à tout le corps et que les tubes sont de plus en plus petits.

Réaliser un dessin d’observation de trachées.

VII. L’exosquelette : la cuticule des arthropodes Contrairement aux Vertébrés, les arthropodes présentent un exosquelette (squelette externe) appelé cuticule : celle-ci est

très rigide et leur impose une croissance par mues successives.

La cuticule assure un rôle de soutien : c'est sur lui que sont insérés les muscles. Il s'organise sous forme de plaques

rigides, les sclérites, rattachées entre elles par des zones plus souples, les membranes articulaires, qui permettent la

mobilité des différents segments de l'animal. Ce tégument est constitué en grande partie de chitine, un polysaccharide

(polymère de N-acétyl-β-D-glucosamine). Il est sécrété par l'épiderme.

La cuticule est constituée de 3 parties :

une épicuticule externe (<4µm) constituée d'une couche de cément et de cire superficielle : ces lipides à longue

chaine carbonée assurent l'imperméabilité de la cuticule, ils protègent l'animal de la déshydratation. En-dessous,

on trouve une couche de lipoprotéines durcies (= tannées).

une exocuticule plus ou moins épaisse composée essentiellement de protéines tannées, qui sont responsables de

la rigidité de la cuticule et de chitine. La mélanine, également présente, donne la coloration brunâtre-noirâtre de

nombreux arthropodes. L'exocuticule est très fine au niveau des membranes articulaires.

une endocuticule : couche flexible, constituée d'un mélange de protéines et de chitine.

L'ensemble formé par l'exocuticule et l'endocuticule constitue la procuticule.

La cuticule repose sur une unique assise de cellules épidermiques. Certaines cellules de cet épiderme sont différenciées

en cellules sécrétrices de cires (cellules glandulaires). Les cires sont déversées à la surface du tégument via de fins

canaux ciriers.

Parfois, des soies sensorielles traversent la cuticule. Ce sont des expansions de cellules sous-épidermiques appelées

cellules trichogènes (trichos = le poil). Ces soies perçoivent les stimuli mécaniques (sens du toucher).

Tégument d'arthropode + zoom sur une épicuticule d'insecte

Cuticule d'arthropode au niveau d'une membrane articulaire

Légendez le doc précédent. Observez les lames de tégument d'arthropode du commerce. Réalisez un dessin d'observation.

VIII. Quelques précisions supplémentaires sur les fonctions vitales NUTRITION

Le tube digestif est riche en bactéries symbiotiques cellulolytiques.

L'établissement d'une symbiose avec des bactéries cellulolytiques est une

convergence évolutive avec la vache (panse) et la souris (caecum).

L’appareil excréteur ne comporte pas de rein mais de nombreux « tubes de

Malpighi », fin filaments blancs chargés d’éliminer l’azote sous forme

d’acide urique, une forme pouvant supporter d'être très concentrée.

L’appareil circulatoire est réduit. Le système circulatoire est ouvert : il n’y

a pas de capillaires ni de veines, les artères sont réduites à un gros vaisseau

dorsal contractile qui fait office de cœur. Le système circulatoire est ouvert

et à basse pression.

L’hémolymphe

circule dans la cavité

générale. Il n'y a pas

de pigment

respiratoire :

l'hémolymphe n'a

qu'une très faible

capacité oxyphorique

(capacité à transporter

le dioxygène).

REPRODUCTION

Fécondation interne, développement dans un œuf riche en réserves

(convergence évolutive avec les œufs des oiseaux).

RELATION

Le système nerveux est en position ventrale (caractère d’Hyponeurien) et le

cœur en position dorsale, contrairement aux Vertébrés (qui sont des

Epineuriens). L'appareil locomoteur est constitué de muscles striés à

fonctionnement antagoniste, comme chez les Vertébrés. Ils sont insérés sur la

cuticule par des apodèmes (équivalent des ligaments).