Posséder un squelette externe ou interne : réaliser une croissance discontinue ou continue

La croissance d’un organisme animal est définie comme l’accroissement progressif de sa taille ou de sa masse, sans perte de son individualité.

La cuticule : un exosquelette à l’origine d’une croissance discontinue

Les conséquences de la présence d’un squelette externe sur la croissance peuvent être illustrées par le cas du Grillon.

Copyright : 2019 – Amina Abdou Madi ; Fostine Chaise ; Lauriane Linossier ; Sandrine Heusser

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution – Pas d’Utilisation Commerciale – Partage dans les mêmes conditions 4.0 International.

Le corps du Grillon comme de tous les Euarthropodes est recouvert par la cuticule.
Elle constitue une enveloppe rigide peu déformable et inextensible, en relation avec sa fonction de squelette externe. En conséquence, elle détermine le volume du corps et empêche tout accroissement de taille ou de masse.

Copyright : 2019 – Amina Abdou Madi ; Fostine Chaise ; Lauriane Linossier ; Sandrine Heusser

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Périodiquement, en période de croissance, le Grillon abandonne son enveloppe de cuticule à la faveur d’un processus appelé exuviation ou ecdysis.

La cuticule éliminée, appelée exuvie, est ouverte selon une ligne ecdysiale par laquelle l’animal s’extrait.
L’exuvie comporte non seulement l’enveloppe corporelle mais également la cuticule bordant toutes les invaginations tégumentaires, notamment les trachées et les régions antérieure et postérieure du tube digestif.

Sous l’ancienne cuticule, une nouvelle cuticule est produite.
Souple au moment de l’abandon de l’exuvie, elle est étirée alors que le volume du Grillon augmente après qu’il ait avalé de l’air. Elle durçit ensuite, constituant un exosquelette de taille supérieure à celle de l’ancienne cuticule. L’air peut alors être remplacé par de nouveaux tissus.

L’ensemble élimination de l’ancienne cuticule et production de la nouvelle ncuticule constitue la mue. Elle comporte plusieurs étapes :

• les cellules de l’épiderme se divisent par mitose et l’ancienne cuticule est décollée de l’épiderme par un processus appelé apolyse, conduisant à la formation d’un espace sous-cuticulaire ;
• les cellules épidermiques produisent un liquide exuvial contenant des enzymes comme la chitinase, déversé dans l’espace sous-cuticulaire à l’état inactif ;
• l’épiderme élabore une nouvelle cuticule alors que les enzymes du liquide exuvial sont activées et réalisent la digestion de l’ancienne endocuticule, seules l’exocuticule et l’épicuticule persistent ;
• l’ancrage des muscles est progressivement transféré de l’ancienne à la nouvelle cuticule ;
• l’ancienne cuticule cède sous la pression de l’hémolymphe au niveau de lignes de moindre résistance d’où l’exocuticule est absente, et est rejetée.

Pendant la mue, les Euarthropodes sont dépourvus d’enveloppe corporelle rigide. Avant que leur nouvelle cuticule durcisse, elle n’offre ni protection, ni soutien et ne permet pas de transmettre des forces. Ils sont vulnérables et le plus souvent demeurent cachés.

En raison d’un tel accroissement de taille, se produisant ponctuellement au moment de mues, la croissance du Grillon et des Euarthropodes en général est dite discontinue.

La présence d’un squelette interne autorise une croissance simultanée du corps et de sa structure de soutien.

Les os : un endosquelette à l’origine d’une croissance continue

Les os longs des Mammifères sont représentatifs de la croissance de l’endosquelette des Vertébrés possédant du tissu osseux.

Copyright : 2019 – Sandrine Heusser

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution – Pas d’Utilisation Commerciale – Partage dans les mêmes conditions 4.0 International.

Au cours du développement, les os longs sont constitués de tissu cartilagineux. Il est progressivement remplacé par du tissu osseux.
Les chondrocytes deviennent hypertrophiés et résorbent le matériel extracellulaire cartilagineux. De vastes lacunes sont ainsi formées, dans lesquelles s’insinuent des vaisseaux sanguins et du tissu mésenchymateux, alors que le matériel extracellulaire est calcifié. Les chondrocytes meurent et les cellules mésenchymateuses évoluent en ostéoblastes produisant du matériel extracellulaire osseux.
Ce processus d’ossification concerne les épiphyses, aux extrémités des os longs, et les diaphyses, correspondant à leurs fûts.

Entre épiphyse et diaphyse persiste une bande de cartilage appelé cartilage de conjugaison.
Les chondroblastes s’y divisent et forment des files cellulaires. Ils produisent du matériel extracellulaire cartilagineux et provoquent l’éloignement de l’épiphyse par rapport à la diaphyse.
Du côté de la diaphyse, les chondrocytes deviennent hypertrophiés et le matériel extracellulaire calcifié. Des lacunes sont formées, colonisées par des vaisseaux sanguins et des ostéoblastes provenant de la diaphyse alors que les chondrocytes dégénèrent. Les ostéoblastes produisent alors du matériel extracellulaire osseux.
Ainsi, par addition de tissu cartilagineux puis transformation en tissu osseux, la longueur des os longs augmente.
La croissance prend fin lorsque la totalité du cartilage de conjugaison est transformée en tissu osseux.

Parallèlement le périoste, tissu conjonctif entourant la diaphyse, comporte des cellules évoluant en ostéoblastes. Elles produisent du tissu osseux déposé à la surface de l’os. Ainsi, par addition directe de tissu osseux, le diamètre des os augmente.

Des processus de résorption et de dépôt combinés sont par ailleurs responsables de modifications de la forme des os.

L’accroissement de taille se produit ainsi progressivement et sans interruption chez les Vertébrés.
La croissance est dite continue à la différence de la croissance des Euarthropodes.