Chapitre 7 : Les Arthropodes
1. Caractéristiques Générales des Arthropodes
a. Exosquelette
Structure :
- Épicuticule : Couche externe, mince et imperméable, riche en lipides et parfois en cires pour limiter la perte d'eau.
- Exocuticule : Couche intermédiaire, épaisse et rigide, riche en chitine et parfois renforcée par des minéraux comme le carbonate de calcium (notamment chez les crustacés).
- Endocuticule : Couche interne plus souple, permettant la flexibilité et l'élasticité.
Fonctions :
- Protection : Contre les chocs, les radiations UV, et les infections.
- Support structurel : Fournit un cadre rigide qui soutient les tissus internes et les organes.
- Mouvement : Offre des points d'attache pour les muscles, facilitant le mouvement des appendices.
b. Segmentation
Segments :
- Tête : Souvent fusionnée avec le thorax (céphalothorax chez les arachnides et crustacés). Contient les organes sensoriels, les pièces buccales, et parfois les yeux.
- Thorax : Portant les appendices locomoteurs (pattes, ailes chez les insectes).
- Abdomen : Contient les organes reproducteurs, digestifs, et excréteurs.
Segmentation interne :
- Les organes internes peuvent également être segmentés. Par exemple, les ganglions nerveux segmentaires permettent la coordination des mouvements segmentaires.
c. Appendices Articulés
Types d'appendices :- Antennes : Utilisées pour la détection des stimuli chimiques (olfaction) et mécaniques (toucher). Elles varient en nombre et en forme selon les groupes.
- Mandibules : Structures buccales utilisées pour la mastication, le broyage, ou la saisie des proies.
- Pattes : Adaptées pour la locomotion, la manipulation de la nourriture, ou la capture de proies.
d. Système Circulatoire Ouvert
Structure :
- Cœur : Situé dorsalement, souvent tubulaire, et pompe l'hémolymphe dans l'hémocèle.
- Hémocèle : Cavité corporelle remplie d'hémolymphe, le fluide circulatoire qui transporte les nutriments et les déchets.
Fonctions :
- Transport des nutriments : Fournit des nutriments aux tissus et aux organes.
- Élimination des déchets : Évacue les produits de dégradation des métabolismes.
e. Système Respiratoire Varié
Insectes :
- Tracheae : Un réseau de tubes ramifiés qui diffuse directement l'air aux cellules. Les trachées sont ouvertes à l'extérieur par des spiracles situés sur les côtés du thorax et de l'abdomen.
Crustacés :
- Branchies : Structures spécialisées pour l'échange de gaz, généralement situées sous les carapaces ou les pattes. Les branchies sont constituées de filaments respiratoires.
Arachnides :
- Poumons livres : Structures en forme de sacs contenant des lamelles riches en vaisseaux sanguins. Certaines araignées utilisent également des trachées.
f. Croissance par Mue
Processus de mue :- Préparation : L'arthropode sécrète une nouvelle cuticule sous l'ancienne.
- Éclosion : L'exosquelette ancien se fend et l'arthropode se libère. La nouvelle cuticule est molle au début et devient progressivement rigide.
- Régulation : Les hormones, comme l'écdysone, régulent le processus de mue.
2. Classification des Arthropodes
a. Insectes
Structure du corps :
- Tête : Comprend les antennes, les yeux composés, et les pièces buccales adaptées à différents types de nourriture.
- Thorax : Divisé en prothorax, mésothorax, et métathorax. Chaque segment porte une paire de pattes et souvent une paire d'ailes.
- Abdomen : Contient les organes reproducteurs et digestifs. Peut être segmenté ou fusionné selon l'espèce.
Spécialisation :
- Adaptations évolutives : Les insectes ont développé des adaptations pour la pollinisation, la décomposition, et la prédation.
b. Arachnides
Structure du corps :
- Céphalothorax : Fusion de la tête et du thorax, portant les pièces buccales et les yeux.
- Abdomen : Contient les organes internes, souvent plus segmenté chez les acariens que chez les araignées.
Spécialisation :
- Web Construction : Les araignées utilisent des glandes séricigènes pour produire de la soie.
- Venin : De nombreux arachnides, comme les scorpions, possèdent des glandes à venin pour la chasse et la défense.
c. Crustacés
Structure du corps :
- Céphalothorax : Fusion de la tête et du thorax, portant les antennes, les yeux composés, et les pièces buccales.
- Abdomen : Souvent segmenté, avec des appendices appelés pleopodes et uropodes utilisés pour la nage et la locomotion.
Spécialisation :
- Adaptations aquatiques : Les crustacés possèdent des branchies pour respirer sous l'eau et des structures spécialisées pour la locomotion dans un environnement aquatique.
d. Myriapodes
Structure du corps :
- Corps allongé : Divisé en nombreux segments, chaque segment portant une ou deux paires de pattes.
- Pattes : Nombre variable selon le groupe ; par exemple, les mille-pattes ont deux paires de pattes par segment.
Spécialisation :
- Mode de vie : Les myriapodes sont souvent décomposeurs, se nourrissant de matière organique en décomposition.
3. Anatomie, Physiologie et Reproduction des Arthropodes
a. Anatomie
Système Digestif :
- Insectes : Divisé en plusieurs parties fonctionnelles, dont la bouche, le pharynx, l'œsophage, le ventricule, l'intestin, et le rectum. Le ventricule peut avoir des structures spécialisées comme les gésiers pour moudre la nourriture.
- Crustacés : Possèdent des estomacs spécialisés, comme le cardiaque et le pylorique, pour la digestion mécanique et chimique des aliments.
Système Circulatoire :
- Insectes : Le cœur est tubulaire et dorsal, pompe l'hémolymphe dans des sinus ouverts.
- Crustacés : Le système circulatoire est également ouvert mais peut être plus complexe avec des vaisseaux sanguins supplémentaires pour diriger l'hémolymphe.
Système Excréteur :
- Insectes : Les tubes de Malpighi éliminent les déchets azotés sous forme de cristaux d'acide urique.
- Crustacés : Les glandes antennaires éliminent les déchets sous forme d'urée ou d'acide urique, et régulent les ions et l'eau.
b. Physiologie
Métabolisme :
- Insectes : Possèdent des systèmes de régulation de la température corporelle adaptés aux environnements variés, y compris la thermorégulation par comportement.
- Crustacés : Ont un métabolisme qui peut varier en fonction de l'habitat (eau douce ou salée).
Régulation Thermique :
- Comportement : Les arthropodes utilisent des comportements pour réguler leur température, comme se déplacer vers des environnements plus chauds ou plus frais.
c. Reproduction
Sexuée :
- Insectes : Les mâles utilisent des structures spécialisées comme les pédipalpes pour transférer le sperme aux femelles.
- Arachnides : Les mâles déposent souvent des spermatophores qui sont ramassés par les femelles.
Oviparité :
Œufs : Pondus dans des endroits adaptés pour la survie des larves, comme les nids ou les substrats protecteurs.Développement :
- Métamorphose complète : Les insectes passent par des stades larvaires et pupaires avant de devenir adultes. Par exemple, les papillons passent par les stades œuf, larve (chenille), chrysalide, et adulte.
- Métamorphose incomplète : Les insectes naissent sous forme de nymphe ou de larve qui ressemble à l'adulte mais sans ailes, et se développent en adultes à travers plusieurs stades intermédiaires.
Exemples de Développement :
- Insectes : La mouche de la viande (œuf, larve, pupe, adulte) montre une métamorphose complète avec des stades distincts.
- Crustacés : Les crevettes passent par des stades nauplii, zoé, et post-larve avant de devenir adultes