- Les figures essentielles à retenir de la planche des Arthropodes sont :
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Fig. 1a : Sectorisation |
Fig. 2a : Schéma d'un Arthropode primitif |
Fig. 1b : Sectorisation : le modèle "Arthropode" |
Fig. 2c : Schéma d'un Chélicérate |
Fig. 3c : Anatomie d'un Arachnide |
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Fig. 4b : Anatomie d'un Crustacé type |
Fig. 5a : Langouste (Crustacé Macroure) |
Fig. 1c : Sectorisation : le modèle "Insecte" |
Fig. 6a : Schéma d'un Insecte type |
Fig. 7c : yeux à facettes |
a - Anatomie
L'anatomie des Arthropodes est caractérisée par trois grands traits : leur corps est (1) "sectorisé", (2) complexe et (3) leur taille est généralement petite.
a1 - Sectorisation
L'évolution la plus spectaculaire du corps des Arthropodes par rapport aux Annélides est une "sectorisation" de plus en plus poussée, liée à une division du travail très marquée (Fig. 1A) :
- corps "annélidien" chez les Arthropodes primitifs (Figs. 2A + article scientifique),
- céphalothorax + abdomen chez les Chélicérates (Figs. 2C, 3C) et les Crustacés (Figs. 4B, 5A),
- tête + thorax + abdomen chez les Insectes (Figs. 1C, 6A).
La sectorisation (Fig. 1A) résulte d'une séparation des grandes fonctions le long de l'axe antéro-postérieure (modèle "Arthropode", Fig. 1B). Cette séparation permet de protéger les masses inertes (tube digestif, gonades, reins, etc.) des pressions exercées par les masses musculaires lors des mouvements rapides des appendices (pattes, ailes, etc.).
a2 - Complexité
Les Arthropodes sont les plus complexes des Invertébrés. Ceci est lié à leur très grande mobilité, servie par un système nerveux extrêmement sophistiqué et des organes sensoriels aux performances étonnantes. A cette complexité du corps d'un individu se surajoute parfois la complexité du "super-organisme" issu de la capacité à vivre en sociétés très hierarchisées (fourmis, termites, abeilles, etc.).
a3 - Taille
En général les Arthropodes actuels sont de petite taille, la majorité d'entre eux n'ayant que quelques millimètres à quelques centimètres de longueur. La partie centrale du corps de certains crabes (crabes du Kamtchatka) peut atteindre près d'un mètre de largeur, mais ce type de taille est exceptionnel et est permis (1) parce que ces espèces vivent en milieu aquatique, donc en apesanteur et (2) dans des fonds profonds moins exposés aux prédateurs (Poissons, Cétacés). La petite taille des Arthropodes est imposée par :
- les propriétés mécaniques de la cuticule,
- la cuticule des Arthropodes = véritable "exosquelette", avec généralisation des apodèmes (voir animation),
- les muscles sont enfermés dans des "boîtes" rigides articulées, ne permettant pas une expansion rapide de leur volume (croissance par mues),
- le liquide coelomique n'a plus la fonction de "squelette hydrostatique",
- il y a fusion des vésicules coelomiques par disparition des dissépiments,
- formation d'une seule cavité coelomique, l'hémocoele (Fig. 6A).
Cette petite taille permet :
Le déport vers la zone postérieure de l'essentiel des masses inertes (TD, gonades)(Figs. 1A, 1C, 3C).
Nota : cette situation en "porte-à-faux" (Fig. 1A) de l'abdomen par rapport au thorax n'est pas compatible avec un poids trop élevé de l'abdomen, ce qui serait le cas si ces animaux atteignaient une grande taille. Le seul exemple connu de très gros insectes est celui des libellules géantes de l'ère secondaire, dont le corps pouvait atteindre 80 cm de longueur et l'envergure des ailes 1,00 à 1,50 m. Ce gigantisme exceptionnel pour un Arthropode volant n'est pas anormal si l'on tient compte du fait que l'abdomen des libellules est particulièrement étroit et léger, n'ayant qu'une fonction reproductrice et n'étant donc pas alourdi par la masse viscérale. Inversement, il est commun de voir au printemps voler lourdement de gros bourdons dont l'abdomen est si lourd que le vol est pratiquement vertical, l'abdomen "trainant" sous le thorax.
Les gros insectes et autres monstres articulés ne se rencontrent que ... dans les films de science-fiction !
b - Mode de vie
b1 - Nutrition
- TD de plus en plus isolé des masses musculaires (voir § a1),
- division très poussée des fonctions digestives, sectorisation très importante du TD, en fonction du régime alimentaire (Fig. 3C, 6A),
- parties antérieures et postérieures du TD d'origine "ectodermique" et donc renouvelées à chaque mue.
b2 - Respiration et excrétion
Les Arthropodes sont construits sur le modèle "diffusion + convection" :
- diffusion au niveau de branchies (espèces aquatiques)(Fig. 4B ) ou poumons (espèces aériennes)(Fig. 2C ) avec convection via l'hémocoele (espèces aquatiques) ou les trachées (insectes terrestres)(Fig. 6A).
Nota : chez les Insectes, les trachées, d'origine ectodermique, sont remplacées intégralement à chaque mue. Cette possibilité d'acheminer l'oxygène de l'air directement aux masses musculaires sans passer par des échanges de type "diffusif" est rendue possible par la très grande fluidité de l'air comparée à l'eau.
L'excrêtion, basée aussi sur le modèle "diffusion + convection" est assurée par les tubes de Malpighi.
b3 - Motricité et système nerveux
Le système nerveux des Arthropodes mobiles représente le summum de la complexité et de la sophistication chez les Invertébrés : yeux à facettes (Fig. 7C) ; antennes et palpes, véritable "cerveau", comportements complexes, en particulier chez les "super-organismes" que sont les colonies d'insectes sociaux.
De nombreux records de vitesse ou de distance parcourue par unité de temps sont détenus par des insectes (vol, nage, saut).
b4 - Croissance
Croissance par mues (croissance discontinue).
c - Concepts
Généralisation des apodèmes et apparition de l'exosquelette articulé ; membres articulés ; transition « métamérisation -> sectorisation » ; isolement des masses inertes vs. masses neuromusculaires => mobilité accrue ; développement concommittant des organes des sens ; yeux à facettes ; limites de taille des arthropodes ; système trachéen et hémocoele des insectes vs. mobilité ; très grandes spécialisation des appendices (dont les pièces buccales) d'où une très grande diversité des régimes alimentaires et des adaptations à divers milieux ; sécurité « active » assurée par la mobilité ;
