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------ ANATOMIE -*----- |
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- INTRODUCTION
- Chez les insectes, et contrairement aux mammifères, l'oxygène n'est pas transporté par le sang aux cellules du corps mais il est véhiculé directement à toutes les cellules par un réseau de trachées (diamètre supérieur à 5 µ) et de trachéoles (diamètre autour du micron) : le système trachéen. C'est un système d'origine ectodermique, c'est à dire qu'il est le résultat de l'invagination de la membrane embryonnaire, tégumentaire de l'insecte : il est donc cuticulaire (recouvert d'une cuticule).
- Le rejet du CO² se fait de diverses manières, nous le verrons etc'est sa teneur dans le corps de l'insecte qui régule l'ouverture et la fermeture des stigmates. On comprendra donc que, dans un tel système, le poumon devient inutile, ainsi que le sang à proprement parler, comme véhicule d'oxygène. Ce dernier, chez les insectes (sauf exception) a perdu ses pigments respiratoires et a été remplacé par de l'hémolymphe, un liquide incolore qui baigne tous les organes.
- L'APPAREIL RESPIRATOIRE
- 1Schéma du système respiratoire de l'abeille, d'après Zander et Snodgrass.
- 1921, White bloque les spiracles (voir plus bas) antérieurs de l'abeille et s'aperçoit que l'abeille perdait la faculté de voler.
- 1925, Snodgrass décrit l'anatomie des spiracles en détail.
- 1927, Morison dépose de la poudre de craie dans une dépression cuticulaire près d'un spiracle et conclue qu'il y a circulation d'air entre la partie postérieure du corps et le spiracle.
- 1929, Wolgemuth sépare thorax et abdomen et constate que l'abeille inspire l'air dans les trachées des deux parties. Il conclut que l'air est inspiré par tous les spiracles, dans une expansion abdominale, mais que l'expiration se produit uniquement par les spiracles thoraciques.
- 1932, Fraenkel invente une technique pour observer la circulation d'air chez l'abeille, au moyen d'une chambre à gaz tubulaire, en verre.
- 1952, Sachs démontre que, placée sur le thorax de l'abeille, Acarapis woodi (voir plus bas) est attirée par le premier spiracle. En installant un système artificiel de ventilation dans le thorax d'abeilles mortes, il découvre que la mite profite pour entrer des bouffées d'air produites à l'entrée du spiracle, environ 120/mn.
- 1953, Connel et Glynne-Jones démontrent que tous les spiracles, thoraciques ou abdominaux, participent à l'inspiration et l'expiration de l'air.
- 1954, Bailey approfondit les expériences
de White en bloquant des spiracles thoraciques.
- L'oxygène pénètre le corps de l'abeille par des ouvertures appelées stigmates (ou spiracles (voir image 2 et aussi ABEILLE - ANATOMIE - L'ABDOMEN) qui s'ouvrent vers l'extérieur et qui sont protégés de poils hydrofuges (image 3) et une membrane chitineuse hydrofuge elle aussi, le péritrème. La première paire thoracique est assez particulière, car ne pouvant se fermer complètement, elle est devenu la cible du terrible acarien Tarsonémidé, Acarapis woodi, appelée aussi mite trachéenne (image 4 ). Les autres se ferment à l'aide d'une valve occlusive (voir image 2).
- Une plaque filtrant les poussières est située entre l'ouverture du spiracle et l'atrium, vestibule qui assure l'isolation, la protection du spiracle et évite les pertes d'eau. L'air se diffuse dans les trachées, dont la cuticule forme des anneaux épaix, les ténidies (ou taenidis), mais aussi dans les sacs aériens (ou sacs trachéaux, sans ténidie), des poches où l'air est stocké. Peu nombreux mais très grands chez la mouche ou chez l'abeille, les sacs aériens occuppent alors la plus grande partie de la cavité abdominale. La ramification de ces trachées aboutit aux trachéoles, dont la partie terminale, au contact des tissus, est remplie d'eau : c'est là que l'échange gazeux de l'air est effectué pour que l'oxygène se diffuse aux tissus. Les différentes zones trachéennes sont reliées par le tronc trachéen, des trachées longitudinales et transversales.
- Notons que ce système de ramification forme grosso modo trois parties : une ramification dorsale qui alimente les muscles pariétaux et le cœur. Une ramification latérale qui alimente les viscères, et enfin, une ramification ventrale, qui irrigue les muscles pariétaux et la chaîne nerveuse ventrale. Le gaz carbonique est aussi rejeté par les trachées, puis dans l'hémolymphe et enfin, à l'extérieur de l'animal, mais il l'est aussi de diverses manières : évacué par le système circulatoire sous forme de bicarbonate, par le système digestif, voire certaines parties de la cuticule.
- Le besoin en oxygène de l'animal est différent selon qu'il est au repos, en vol ou en situation de stress, par exemple, mais aussi selon l'âge et l'activité de l'individu. Ainsi, une abeille au maximum de son activité utilisera 400 fois plus de volume d'air qu'au repos. Si l'inspiration est passive et laisse les muscles au repos, l'expiration réclamera une contraction des muscles (abdominaux, longitudinaux). Au moment de rejeter le CO², les stigmates sont ouverts, puis ils se referment quelques minutes, pendant lesquelles l'oxygène est consommé, et au bout desquelles ont lieu des palpitations, dues à des appels d'air consécutifs à la dépression du mélange gazeux.
- Notons qu'une trop forte exposition de l'animal au gaz carbonique (pollution en particulier) peut causer une dessication de ses tissus. L'insecte possède un système d'économie d'eau, mais il peut être fragilisé quand son organisme présente un trop fort pourcentage de CO².
- L'APPAREIL CIRCULATOIRE
- appareil circulatoire typique de l'insecte.
- Contrairement aux mammifères, les insectes comme l'abeille bénéficient d'un système ouvert, car s'il est fermé à l'endroit d'où l'hémolymphe est expulsée, les ventricules, il est ouvert à l'autre, près du cerveau. L'appareil circulatoire comporte une espèce de coeur rudimentaire appelé vaisseau dorsal, formé d'un conduit unique qui court de l'extrémité de l'abdomen jusqu'à la tête et de deux diaphragmes, un ventral (sous le sternum) et un dorsal (sous le tergum), qui déplacent par leurs mouvements l'hémolymphe hors du vaisseau dorsal, vers l'hemocoele (ou hemocoel), l'ensemble des cavités du corps, appelées sinus, contenant l'hémolymphe, où baignent les organes. On distingue trois sinus, séparés par les deux diaphragmes :
- – le sinus dorsal ou péricardique.
– le sinus latéral ou périviscéral.
– le sinus ventral ou périneural.- Ajoutons que de petits sous-systèmes permettent à l'hémolymphe d'irriguer les appendices de l'animal, en particulier les vésicules antennaires, vers les antennes, les pattes et les nervures alaires.
- Le vaisseau dorsal comporte cinq ventricules qui, par contractions, expulse l'hémolymphe vers la tête. Parcourant librement le corps à partir de la tête, l'hémolymphe est aspirée à chaque retour par le vaisseau dorsal, par des orifices appelés ostioles (ostium, ostia), qui possèdent des valvules cardiaques.
- L'hémolymphe remplace le sang, nous l'avons dit et s'il ne transporte pas l'oxygène, il véhicule comme le sang les éléments nutritifs nécessaires à l'abeille et sa composition (tout particulièrement au niveau des protéines) varie selon les castes, le sexe, le stade de l'animal, etc. Formée de 85 à 90 % d'eau, elle contient des lipides (acides gras en particulier), des sels minéraux, des acides aminés, des enzymes, des des protéines (324 toutes castes confondues, dont notamment la lysozyme et l'apidécine qui ont une action antibactérienne),
- La composition de l'hémolymphe s'apparente tout de même à celle du sang dans la mesure où beaucoup de cellules sanguines (hémocytes) font partie de sa composition : proleucocytes, éosinophiles, leucocytes normaux, ventrophiles, basophiles, pycnonucléocytes et hyalinocytes. Ces hémocytes absorbent (phagocytose) ou enkystent (à cause du voume important) les matières inutiles à l'animal issues des éliminations des tubes de Malpighi (système digestif).
- source images :
- - http://www.oie.int/fr/normes/mmanual/pdf_fr/Chapitre%20final05%202.9.1_Acariosis.pdf
- (trachées thoraciques)
- - http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/31/4/589
- - http://www.biodeug.com/cours/balic53.php
- - http://simulium.bio.uottawa.ca/bio2525/labo/Protocoles/insecta.htm (appareil circulatoire)
- sources textes :
-http://www.agrireseau.qc.ca/apiculture/Documents/la_respiration_et_la_circulation_chez_l'abeille.pdf-
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