Arthropodes 2BIOS04 10/11

La première partie du travail est en ordre, il vous reste l'essentiel et vous êtes loin du compte. Vous êtes 3 à travailler sur le sujet ! Tous les thèmes ne sont pas abordés, vous devez encore faire les annexes et élaborer le poster pour la présentation orale... Si vous ne vous mettez pas sérieusement au travail vous ne tiendrez pas les délais!

Quelles sont les caractéristiques des Arthropodes?

Dans l'immense domaine des Eucaryotes, sous le règne des Animaux, dans le sous-règne des Eumétazoiaires, qui contient des Bilatériens, qui ont une division des Protostomiens, dans la sous-division des Ecdysozoaires, existe le super Embranchement des Arthropodes.

L'embranchement des Arthropodes est relativement homogène, bien qu'il groupe 5 classes (les Mérostomes, les Arachnides, les Crustacés, les Myriapodes et les Insectes) reparties en 2 sous-embranchements (les Chélicerates et les Mandibulates):

• Les Chélicérates,caractérisés pas l'absence des antennes. Cet embranchement comporte la classe des Arachnides (scorpions,araignées et acares) et des Mérostomes (Chélicérates marins de grande taille dont la larve ressemble aux Trilobites fossiles de l'ère primaire.)

La chélicère est l'appendice buccal caractéristique des chélicérates, superclasse comprenant les arachnides (araignées, scorpions, acariens), les mérostomes (limules) et les pycnogonides. Elle prend la forme d'un crochet ou d'une pince.

La chélicère est un véritable « membre-outil » chez les arachnides. Il s'agit dans la très grande majorité des cas d'un organe venimeux, le canal à venin débouchant à l'extrémité des crochets.

• Les Mandibulates, caractérisés par la présence des antennes. Cet embranchement comporte la classe des crustacés (mandibulates aquatiques à respiration branchiale), la classe des Myriapodes (Mandibulates terrestres à respiration trachéenne) et la classe des insectes (Mandibulates généralement terrestres à respiration trachéenne).

Les mandibules définissent les pièces buccales chitineuses des arthropodes et sont les deux pièces mobiles de la bouche qui servent à la mastication. Il existe quatre principaux type de bouches: insectes broyeurs, insectes broyeurs-lécheurs, insectes suceurs et insectes piqueurs-suceurs. Chez les insectes broyeurs, les mandibules font penser à des pinces et servent, par leur puissance et l'aspect tranchant, à couper et mâcher la nourriture solide.

Le corps des arthropodes est formé de segments (ou métamères) articulés,il est divisé en segments ou anneaux (somites) plus ou moins distincts, placés à la suite les uns des autres et articulés entre eux, recouverts d'une cuticule rigide, qui constitue leur squelette externe (exosquelette), dans la plupart des cas constitué de chitine. Leur musculature est de type strié. Le cœlome présent chez la larve mais s'efface peu à peu au cours du développement. Le système nerveux est comparable à celui des Annélides. Il est développé et ventral. Les yeux sont simples (= ocelles) ou composés (= à facettes). Le système sensoriel est bien réparti dans toutes les classes. On y trouve des organes chimiques, d'équilibrages, visuels et tactiles.

L'embranchement des arthropodes est de très loin celui qui possède le plus d'espèces et le plus d'individus de tout le règne animal (80 % des espèces connues). Trilobites, crustacés, arachnides, insectes... on compte plus d'un million et demi d'espèces actuelles d'arthropodes. Ils peuvent être marins, dulçaquicoles ou terrestres; libres ou parasites.

Tube digestif complet, avec pièces buccales de types variés et glandes digestives (glandes salivaires, hépato-pancréas)

Appareil circulatoire en partie vasculaire (vaisseaux) et en partie lacunaire (lacunes). Le coeur, dorsal, est muni d'ostioles (orifices latéraux pour l'entré du sang) et se prolonge vers l'avant par une aorte plus ou ramifiée (sortie du sang) s'ouvrant dans les lacunes.

La respiration est soit branchiale (par les branchies), soit trachéenne (par des trachées), soit pulmonaire (par des poumons qui sont des trachées dilatées).

Quels sont les principales sous-embranchements et leurs caractéristiques?

Les principales sous-embranchements sont :

• Le sous-embranchement des Chélicérates : Ce sont des Arthropodes primitifs,dépourvu d'antennes, mais munis d'une paire de chélicères (crochet venimeux)et d'une paire de pédipalpes ( organes tactiles ou préhensiles.)

Ce sous-embranchement comporte 2 classes:

La Classe des Mérostomes: Chélicérates marins de grande taille peu nombreux, à respiration branchiale.

La Classe des Arachnides: Chélicérates terrestres, à respiration pulmonaire et trachéenne.

• Le sous-embranchements des Mandibulates : Arthropodes munis de mandibules et d'une ou deux paires d'antennes (organes tactiles et olfactifs).

Ce sous-embranchement comporte 3 classes :

La Classe des Crustacés : Mandibulates aquatiques à repiration branchiale, dont le corps est formé d'anneaux.

La Classe des Myriapodes: Mandibulates terrestres,à respiration trachéene, dont le corps est formé d'anneaux parfois nombreux portant chacun 1 ou 2 paires de pattes.

La Classe des Insectes

Qu'est-ce que la chitine et à quoi sert-elle?

Le corps des arthropodes est formé de segments (ou métamères) articulés, recouverts d'une cuticule rigide, qui constitue leur squelette externe, dans la plupart des cas constitué de chitine. La chitine est l'un des constituants de la cuticule des insectes, des araignées et des crustacés, elle a ainsi un rôle protecteur. Associée à du carbonate de calcium, elle devient rigide et forme alors l'exosquelette des crustacés et de tous les animaux à coquille tels que les escargots.

La chitine (du grec chitinos, tunique) est une substance azotée secrétée par l'ectoderme. D'abord mince et flexible, elle s'épaissit en une carapace résistante, qui revêt non seulement l'extérieur du corps, mais aussi les parties antérieures et postérieures du tube digestif. En biologie, la chitine est l’un des principaux composants de l’exosquelette des insectes et autres arthropodes(crustacés, arachnides, etc.). Elle se retrouve aussi dans les deux autres règnes(certaines espèces de lichens et certaines espèces de champignons). À titre d'exemple, la carapace d'un crabe contient 25% de chitine et 75% de carbonate de calcium.

Comment s'effectue les échanges gazeux chez les arthropodes?

La cuticule réduit énormément les échanges gazeux ou osmotique au niveau de l'épiderme. Les Arthropodes sont donc munis d'organes spécialisés pour acquérir de l'oxygène. Le respiration des arthropodes est soit branchiale (par des branchies), soit trachéenne (par des trachées), soit pulmonaire (par des poumons qui sont des trachées dilatées).

• Les trachées sont des invaginations ectodermiques tubulaires (pores percé dans la cuticule),s'ouvrant vers l'exterieur par des orifices latéraux,les stigmates (ouverture à la surface des arthropodes), et formant un reseau serré pénétrant dans tout les organes pour y apporter l'oxygène de l'air. L'oxygène diffuse de ces passages directement dans les cellules, sans l'intervention d'un système circulatoire. Transporter l'air directement de environnement externe vers les cellules se révèle efficace chez les insectes parce que leur petite taille leur donne un rapport surface/volume important. Les stigmates possèdent un système de fermeture empêchant l'entrée éventuelle d'eau ou de particule solides.
• Les branchies sont des organes internes ou externes permettant aux animaux aquatiques de respirer en extrayant l'oxygène de l'eau. La forte augmentation de surface de diffusion fournie par les branchies permet aux organismes aquatiques d'extraire beaucoup plus d'oxygène de l'eau que ne pourrait le faire leur seule surface corporelle.

1. Les Mérostomes (limule) font la respiration branchiale
2. Les Arachnides (araignées,scorpions,acares... ) font la respiration pulmonaire et trachéenne.
3. Les Crustacés (crabes, ecrevisses : Mandibulates aquatiques) font la respiration branchiale ( les branchies sont fixées sur les pattes ou à leur base)
4. Les Myriapodes ( Mandibulates terrestres )font la respiration trachéenne.
5. Les Insectes font la respiration trachéenne.

Sources : Edouard Della Santa, Biologie Animale, pp.177-181

Comment est organisé leur appareil digestif?

Abordez la nutrition et ensuite l'appareil digestif.

L'embranchement des Arthropodes est très vaste. Toutes les espèces sont hétérotrophes, elles ont des pièces buccales différentes adaptées à leur alimentation.

L'armature buccale des Insectes comporte:

- une lèvre supérieure ou labre; - une paire de mandibules; - une paire de mâchoires (chacune d'elles porte un palpe maxillaire); - une lèvre inférieure ou labium (formée de deux moitiés plus ou moins

Chez les arthropodes l'appareil digestif se compose d'un œsophage, d'un estomac (souvent accompagné de glandes salivaires et d'appendices hépatiques) et d'un intestin, qui débauche à l'extrémité postérieure du corps, tant à la face ventrale, qu'à la face dorsale. La bouche est située à la face inférieure de la tête et entourée de pièces buccales pour mâcher,sucer, piquer, etc.

• Les insectes possèdent trois intestins distinct:

- L'intestin antérieur qui débute à la bouche, où débouchent les glandes salivaires, puis comprend aussi un pharynx musculeux, un œsophage, un jabot (réservoir alimentaire) et un gésier (broyage).

- L'intestin moyen, ou estomac, dont les parois sécrètent les diastases digestives.

- L'intestin postérieur, qui débute au point d'insertion des tubes de Malpighi, se renfle en un rectum et se termine à l'anus.

Comment est organisé leur appareil circulatoire?

L'appareil ciculatoire en partie vasculaire (vaisseaux) et en partie lacunaire (lacunes).Il n'y a ni capillaires, ni veines. Les artères sont elles-même réduite. Le coeur dorsal, est muni d'ostioles (orifices latéraux pour l'entrée du sang) et se prolonge vers l'avant par une aorte plus ou moins ramifiée (sortie du sang) s'ouvrant dans les lacunes. Le système circulatoire des arthropodes est ouvert;dans un système cardiovasculaire ouvert, comme celui des sauterelles, le sang et liquide interstitiel se confondent. Le liquide obtenu s'appelle hémolymphe. les coeurs tubulaires pompent celle-ci dans les vaisseaux et vers les sinus, des cavités où des substances sont échangées entre l'hémolymphe et les cellules. Puis,l'hémolymphe revient aux coeurs par l'intermédiaire des ostioles,des pores munis de valvules qui se ferment quand les coeurs se contractent. Le sang est incolore ou bleuté (hémocyanine), et contient seulement des globules blancs.

Comment est organisé leur système nerveux?

Le système nerveux chez les arthropodes est ganglionaire, ventral et également formé d'un cerveau, relié par un collier périoesophagien à une chaîne nerveuse ventrale, comportant une paire de ganglions (une paire par segment), d'où partent den nombreux nerfs sensitifs et moteurs .Ce schéma est ressemblant à ce qu'on trouve chez les vertébrés, à part le caractère ventral du Système Nerveux Central.