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L'oursin, animal
de laboratoire |
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Michel Delarue
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L'organisation pentaradiée des échinodermes a toujours été, pour les zoologistes, un sujet d'étonnement, tant cette organisation diffère de la symétrie bilatérale majoritairement répandue chez les métazoaires triblastiques. De plus, avec le développement des laboratoires de Biologie Marine dans la deuxième moitié du 19ème siècle, l'organisation bilatérale de leurs formes larvaires, ainsi que leurs métamorphoses ont été rapidement découvertes. Plus récemment, les premières connaissances sur les evénements cellulaires et moléculaires de la fécondation furent acquises grâce au modèle oursin. Les échinodermes sont donc apparus très tôt comme un bon modèle pour l'étude du développement embryonnaire. Outre les raisons scientifiques, de nombreux avantages matériels ont facilité cette orientation. La récolte de certaines espèces dans la zone de balancement des marées ou à faible profondeur en a facilité l'approvisionnement. Le maintien en élevage dans les stations de biologie marine, mais aussi la possibilité de transporter les animaux en containers et de les éléver en eau de mer reconstituée, en ont favorisé l'étude, parfois loin des bords de mer. Enfin, la facilité avec laquelle on peut obtenir un très grand nombre de gamètes, la transparence des oeufs, des embryons et des larves, la possibilité d'effectuer des fécondations artificielles et le synchronisme rigoureux des étapes du développement ont contribué à élever certaines espèces au rang de système modèle. A l'heure actuelle, l'un des échinodermes le plus utilisé est certainement l'oursin Paracentrotus lividus, commun sur nos côtes. Récolte Les oursins peuvent se récolter soit à marée basse, soit en plongée. Ce sont des animaux fragiles et leur transport hors de l'eau ne doit pas excéder 24 heures. A sec, le taux de mortalité devient maximum au delà de cette période. Les fournisseurs sont habituellement les stations de biologie Marine de nos côtes ( se renseigner auprès de leurs secrétariats). Le maintien des adultes en laboratoire nécessite des aquarium d'eau de mer recyclée, filtrée et aérée à l'aide d'un diffuseur d'air comprimé. L'eau de mer, disponible à volonté dans les stations de Biologie Marine, peut être importée par containers à partir de ces mêmes organismes. Il existe également dans le commerce des préparations toutes faites pour reconstituer et entretenir de l'eau de mer artificielle. La température optimum de conservation des adultes doit être comprise entre 14 et 18°C. Selon les régions, la saison de maturité de Paracentrotus varie du mois de janvier au mois de juin. En règle générale, le maximum de chances d'obtenir des adultes en période de reproduction se situe aux alentours de l'équinoxe de printemps. Il n'existe pas de caractères sexuels secondaires permettant de reconnaître les mâles des femelles. Cependant, en période de maturité, il n'est pas rare d'observer l'émission des produits génitaux au niveau du pôle aboral. Ceux-ci sont oranges chez les femelles et blancs chez les mâles.
A moins que les animaux n'émettent spontanément
leurs gamètes, il faut les récolter artificiellement. Deux
méthodes peuvent être utilisées, l'une traumatique,
l'autre chimique.
Les ovaires sont ensuite prélevés et récoltés
dans un bécher rempli d'eau de mer. Puis, le contenu
est agité lentement à l'aide d'une spatule, ce qui a pour
effet de favoriser la libération des oeufs. La suspension est
ensuite filtrée sur une gaze en nylon dont le maillage est supérieur
à 100 microns. Dans ces conditions, on peut obtenir une quantité
moyenne d'oeufs par femelle de l'ordre de 2.107.
Le prélèvement des gonades ainsi que le déclenchement de la ponte provoquent la maturation des ovocytes. Ceux-ci sont donc parvenus au stade ovotide après avoir émis leurs deux globules polaires. C'est à ce stade qu'ils sont fécondables. Bien que des mécanismes cellulaires protègent l'oeuf fécondé contre la polyspermie, une concentration excessive en spermatozoïdes peut provoquer l'entrée simultanée de plusieurs d'entr' eux (ce qui a pour conséquence de perturber les divisions cellulaires qui suivent la fécondation). Les spermatozoïdes doivent donc être dilués dans l'eau de mer. De même, les ovotides doivent être resuspendus à raison de 5 à 10 % en volume dans l'eau de mer. Il est conseillé d'effectuer la réunion des gamètes dans un grand récipient afin de garder en réserve un lot d'embryons en développement: Un tel dispositif permet d'assurer un développement normal jusqu'au stade pluteus pour la majorité des embryons. Si l'on n'en dispose pas, on peut effectuer le fécondation de la manière suivante: 1 - Préparer une lame histologique 76X26 mm, une lamelle 24X24 mm lavées et dégraissées ainsi qu'une plaque de pâte à modeler (plastiline). Ce dispositif présente l'avantage de manipuler de petites quantités de milieu. Mais c'est aussi un inconvénient majeur car, l'évaporation latérale de la chambre d'observation conduit assez rapidement à une augmentation de la salinité de l'eau de mer (ce qui a pour conséquence, à nouveau, de provoquer des anomalies du développement). La meilleure façon de procéder est donc de réunir les avantages de ces deux protocoles en préparant une réserve d'oeufs fécondés dans un grand bécher et de prélever à intervalles réguliers des embryons en développement que l'on observera dans autant de chambres d'observation. Quant aux événements précoces consécutifs à la réunion des gamètes, on réalisera une fécondation directement dans une chambre d'observation afin de pouvoir les observer à temps. Observation du développement embryonnaire L'observation peut s'effectuer avec un microscope à lumière ordinaire muni d'objectifs faiblement grossissants. Un contraste de phase permet d'obtenir des observations plus complètes. Avant de poser la lame histologique avec sa chambre d'observation sous l'objectif du microscope, il est recommandé d'aplatir légèrement les cales de pâte à modeler en veillant à toujours laisser un espace suffisant pour le développement des embryons entre la lame et la lamelle. La mise au point s'en trouvera facilitée. Il est possible d'observer le développement embryonnaire jusqu'au stade pluteus, en maintenant les embryons dans l'eau de mer à une température comprise entre 10 et 15°C. Au delà, les conditions d'élevage se compliquent dans la mesure où les plutei doivent être nourris avec du phytoplancton. Les étapes du développement embryonnaire sont décrites dans la rubrique "De l'oeuf à l'oursin". (Les séquences vidéo et les images sont tirés de documents personnels). |
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Dernière modification :
20 octobre 2004
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