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07/09/2017

Venez fêter les tourbières à la Maison de la Réserve à Labergement-Sainte-Marie

Venez fêter les tourbières !
à la Maison de la Réserve à Labergement-Sainte-Marie (25)

 

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A  l’occasion  des  journées  du  patrimoine,  le  programme  Life  tourbières  du  Jura  met  la  Maison  de  la  Réserve  aux  couleurs  des  tourbières  pour  fêter dignement  ce  patrimoine  riche  et  fragile.  Durant  toute  la  journée,  une  trentaine  d’activités permettront  de  découvrir  ces  milieux  exceptionnels  et  les  actions  menées  pour  les  conserver.  En  préambule  de  cette  journée,  une  conférence  est  proposée sur le fonctionnement   des  tourbières  le samedi  16 septembre 2017.

> Samedi 16 septembre à 20h


Conférence "Tourbières, enfin de l'eau pour un nouvel essor"
Animée par Philippe Grosvernier, spécialiste suisse de la restauration des tourbières, Geneviève Magnon (Syndicat mixte des milieux aquatiques du Haut-Doubs) et Pierre Durlet (Parc naturel régional du Haut-Jura) qui mènent, pour leurs structures, des travaux de restauration de ces milieux.

> Dimanche 17 septembre de 10h à 18h


Contes, ateliers et stands ludiques,  expositions, projections, conférences… permettront de découvrir le monde passionnant des tourbières. Petite restauration sur place

Programme complet : http://www.life-tourbieres-jura.fr/tourbieres-en-fete-rub...

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Emilie Calvar
Coordinatrice technique programme LIFE Tourbières du Jura

Conservatoire d’espaces naturels de Franche-Comté
Maison de l’environnement de Franche-Comté
Espace Leclerc - 7, rue Voirin - 25000 Besançon
Tél : 03.81.53.97.77 (ligne directe) – Fax : 03.81.61.66.21

***SITE INTERNET*** : www.life-tourbieres-jura.fr

08/10/2016

Papillon piégé par une toile d'araignée

Le piège de la toile

 

par Dominique Delfino

Photographe naturaliste et animalier

 

La rosée matinale de ces jours d'automne ne laisse pas indifférent le photographe ou tout simplement le curieux de nature.

 

Je promène mon regard sur les toiles d'araignées couvertes de perles de lumière et je m'attarde à observer dans le détail la magnifique et délicate architecture de ce piège de soie tissé en plein air.

 

Mais pas de chance pour ce joli papillon qui profite des premiers rayons de soleil. En se lançant à la découverte de la prairie, il finira sa course piégé par une toile.

 

Aucune chance de s'en sortir. Plus il essayera de battre des ailes pour tenter de s'échapper, plus les fils finiront par s'entremêler et renforcer la prise.

 

Ainsi l'araignée attend aux aguets qu’un papillon de nuit, de jour, ou tout autre insecte passe à sa portée. En un éclair, le prédateur enroulera son filet afin d'y enfermer sa proie.

 

dominique delfino,photographe naturaliste et animalier,papillon,araignée,toile d'araignée

02/03/2015

Arbre phylogénétique des Insectes

insectes,phylogénie,phylogenèse,arbre phylogénétiqueArbre phylogénétique des Insectes

 

Les insectes : 600 familles, 29 ordres, plus d'un million d'espèces ! Il aura fallu une centaine de biologistes et de généticiens pour doter enfin les insectes d'un arbre généalogique précis… qui remonte à la conquête de la terre ferme, il y a 479 millions d'années.

 

Ainsi, les insectes constituent le groupe animal le plus abondant sur la planète - loin devant les poissons (30 000 espèces), les oiseaux (10 000 espèces) et les mammifères (5400 espèces). Ce groupe très diversifié est caractérisé par 6 pattes (ce sont des hexapodes) et un corps en trois parties : tête, thorax, abdomen. Les araignées et les mille-pattes n'en font donc pas partie.

 

C'est une immense étude pluridisciplinaire d'une ampleur peu commune qui unit une centaine de biologistes moléculaires, bio-informaticiens, statisticiens, généticiens et paléontologues  un travail considérable qui a permis la réalisation de cet arbre. 37 fossiles, complets uniquement, ont été étudiés. L'ADN de 103 espèces appartenant à tous les groupes connus a été analysé, et 1478 gènes codants pour une protéine selon les espèces ont été traqués dans les génomes de 12 espèces de référence représentant les familles les plus importantes : l'accumulation des différences d'une lignée à l'autre permettant d'évaluer leur lien de parenté.

 

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Phylogenèse du monde vivant (Sciences & Vie)

 

Depuis le XVIIIe siècle et le premier classement du naturaliste Carl von Linné, les chercheurs essaient de comprendre leur organisation. Par esprit de synthèse, mais aussi parce que cela éclairerait l'évolution de tout le vivant tant blattes ou abeilles ont façonné les écosystèmes.

 

Dessiner cet arbre généalogique est un casse-tête : bien des familles ont vu leurs liens changer au fil des découvertes. D'où l'importance du nouvel arbre qui vient d'être publié. Réalisé par une centaine de chercheurs coordonnée par  Bernhard Misof, du Centre de recherche sur la biodiversité moléculaire du Muséum Alexandre-Kœnig de Bonn (Allemagne), ce travail pluridisciplinaire est d'une ampleur inégalée. Surtout, comme le souligne André Nel, paléo-entomologiste au Muséum national d'histoire naturelle de Paris, “il donne un nouveau point zéro sur la phylogénie et la reconstruction de l'histoire évolutive des insectes”. Et leur interminable généalogie est enfin dotée d'une ossature solide, avec des datations et des liens de parenté précis.

 

En utilisant un nombre considérable d'informations contenues dans la séquence génique d'insectes, l'équipe a construit un nouvel arbre phylogénétique montrant comment ces invertébrés ont évolué et les liens qui les unissent les uns aux autres. Cet arbre suggère que les insectes ont évolué il y a environ 479.000.000 d'années, à l'époque où les plantes ont colonisé la terre. Il montre aussi que les insectes sont très étroitement liés aux crustacés cavernicoles.

 

Les fossiles fournissent un ancrage et une datation physiques. L'arbre phylogénétique ainsi constitué est le fruit de ces deux types dedonnées.Les insectes représentent 80 % des animaux connus ; plus d'un million d'espèces recensées, organisées en 600 familles et 29 ordres. Ils ont colonisé tous les climats, tous les milieux, et ont été les premiers à le faire. C'est le seul groupe qui a traversé l'histoire de la vie sur la terre ferme depuis ses débuts il y a 500 millions d'années.

 

Les auteurs de l'étude, qui font partie d'un consortium international de travail sur le projet 1K Insectes Transcriptome Evolution (1KITE), ont commencé leur travail en 2011 avec l'aide d'une nouvelle technologie de séquençage afin de clarifier les relations entre insectes étudiées précédemment en utilisant des preuves morphologiques ou des ensembles de données moléculaires plus petites. Ils ont séquencé les transcriptomes de 103 espèces d'insectes distribuées dans tous les ordres d'insectes vivants. Ils ont également exploité des données précédemment publiées des séquences du génome entier de 14 espèces d'arthropodes, ainsi que du transcriptome de 27 espèces supplémentaires. Ils ont ensuite réduit leurs données génétiques pour 1478 gènes codant pour des protéines qui sont présentes dans toutes les espèces analysées.

 

En comparant les différences et les similitudes entre les séquences de ces gènes codant pour des protéines, ainsi que les séquences d'acides aminés des gènes codants, les chercheurs ont réussi à créer un arbre montrant les relations entre 144 genres d'insectes.

 

Les chercheurs ont également cherché à ancrer le calendrier de l'évolution des insectes en calibrant des points sur leur arbre à partir de l'âge de 37 espèces fossiles. Alors qu'on considérait que l'apparition des insectes fossiles remontait à 412.000.000 années, l'équipe a conclu que les insectes ont quitté le monde marin et colonisé l'environnement côtier il y a environ 479.000.000 années (donner ou prendre 30 millions d'années). Cela signifie que les insectes ont colonisé le milieu terrestre en même teps que les plantes. autour lorsque les plantes ont fait. “Pour moi, la concordance entre la colonisation des insectes des écosystèmes terrestres et les premières plantes est vraiment l'une des plus importantes découvertes”, commente Jakub Prokop, un entomologiste de l'Université Charles à Prague en République tchèque qui n'était pas impliqué dans l'étude.

 

L'article suggère également que les insectes ont quitté le milieu marin, il y a environ 406 millions d'années, soit plus de 80 millions d'années avant que les insectes ailés deviennent abondants dans les archives fossiles, et avant que les poux parasitaires se diversifient il y a 53 millions d'années, juste au moment de l'extinction des dinosaures. Il a déjà été soupçonné que ces animaux sont apparus en même temps que les dinosaures théropodes à plumes il y a 130 millions d'années, puis plus tard en marche pour les oiseaux et les mammifères.

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Pour zoomer, cliquer sur le schéma

 

Selon Jakub Prokop, “Les résultats de ce travail sont immenses et seront largement adoptés dans les livres et les manuels entomologie générale et systématique”.

 

David Grimaldi, conservateur des insectes au Musée américain d'histoire naturelle à New York, souligne que la tendance générale des relations d'insectes dans l'arbre, à quelques exceptions près, renforce la conception de la façon dont les insectes sont liés les uns aux autres. “Il est assez étonnant de voir que, après combien de gigabases de données qu'ils ont que nous ne avons pas vraiment changé fondamentalement nos points de vue sur les relations entre insectes”.

 

Les résultats ont confirmé de nombreuses relations, avec toutefois quelques conclusions inattendues, D'après Grimaldi, ce qui est surprenant, mais plausible que l'ordre des Diplura (insectes primitifs aptères et aveugles) n'est pas regroupé avec un autre groupe d'invertébrés primitifs semblables, les Collemboles, mais constitue plutôt un groupe apparenté aux insectes. Constatation moins surprenante : les crustacés primitifs appelés Remipedia constituent un groupe parent non éteint proche des insectes.

 

Bernhard Misof, un co-auteur de l'étude, souligne que l'exploration de l'ensemble de données génétiques que son équipe a généré n'est pas terminée car les chercheurs n'ont pas utilisé toutes les données de séquence “Le principal objectif était de trier entre ce qui était plausible et robuste et ce qui devait être rejeté”, explique Bernhard Misof. “Nous fournissons un arbre qui constitue l'épine dorsale de l'arbre phylogénétique des insectes”.

 

Le schéma ci-dessous représente une vision modernisée de l'arbre phylogénétique de l'immense classe des insectes. À l'extérieur du cercle, sont notés les 29 ordres d'insectes (en noir) et leurs plus proches parents (en blanc), puis, à l'intérieur, les 146 genres les plus importants. Les branches de l'arbre et leurs nœuds montrent les relations entre ces groupes en remontant le fil de l'évolution jusqu'au centre, où se trouve l'ancêtre commun à tous ces arthropodes.

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Pour zoomer, cliquer sur le schéma

 

Les recoupements moléculaires permettent d'estimer l'apparition des hexapodes, et donc des premiers ancêtres des insectes, à 479 millions d'années (Ordovicien), alors que se formaient à peine les premiers écosystèmes terrestres. Les insectes eux-mêmes ont émergé, il y a 440 millions d'années. Et leur succès ne s'est jamais démenti. Car quand on parle de 6 extinctions massives des animaux, eux n'en ont connu que... 3 moyennes ! Un tour de force qui repose sur trois inventions, désormais mieux datées.

 

TROIS INVENTIONS MIEUX DATÉES

  • Le vol d'abord, que les aïeux des libellules sont les premiers à maîtriser il y a 406 millions d'années (Dévonien), alors que les écosystèmes commencent à se développer.
  • La métamorphose ensuite, qui, à l'instar de l'asticot devenant mouche, bouleverse la morphologie de l'animal à maturité. Elle serait primitivement apparue il y a 3 millions d'années (Carbonifère) chez les holométaboles, pour vraiment se répandre au Crétacé.
  • Enfin, dernier coup de génie : la pollinisation et la coévolution avec les plantes à fleurs qui vont accompagner l'explosion des hyménoptères (abeilles), diptères (mouches) et lépidoptères (papillons) au Crétacé.

 

Le nouveau tracé du parcours évolutif des insectes permet aussi de mieux cerner leurs ancêtres communs. Éphémères et libellules auraient ainsi eu un seul et même parent il y a 360 millions d'années. Quant aux poux et autres parasites, la polémique est relancée : ils ne seraient pas nés, il y a 150 millions, mais depuis 50 millions d'années.

 

Les chercheurs ne comptent pas s'arrêter là. Avec encore plusieurs millions d'espèces à| découvrir, ce nouvel arbre sera un outil incontournable.

 

Sources :

É. Rauscher (2015).- Insectes, leur folle diversité enfin mise en ordre Science & Vie, n° 1170 mars 2015, pp. 84-93) article illustré de magnifiques clichés en microscopique électronique à balayage de différents insectes. http://www.science-et-vie.com

À découvrir : les collections du MNHN. 

B. Misof et al., “ Phylogenomics resolves the timing and pattern of insect evolution,” Science, 346:763-67, 2014.

À consulter :

> Une présentation de leur travail par plusieurs chercheurs chez The Scientist :

http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/413...

> Le site du projet 1Kite « 1000 génomes Insectes Transcriptome Evolution » :

http://www.1kite.org/

Site sur lequel on peut aussi trouver une vidéo qui retrace l’évolution des premiers insectes sur terre (en anglais) :

http://www.1kite.org/news.html

> Un dossier en ligne de l’université Berkeley qui permet de replacer l’évolution des insectes dans celle de la planète (en anglais) :

http://nature.berkeley.edu/~oboyski67/download/UCSC.pdf

À lire

Le Guide critique de l’évolution (éditions Belin, 576 pages, 36 €), sous la direction de Guillaume Lecointre (MNHN) :

http://www.editions-belin.com/ewb_pages/f/fiche-article-g...p

> Et son compagnon indispensable, La Classification phylogénétique du vivant, toujours aux éditions Belin (560 pages, 43 €), par Guillaume Lecointre et Hervé Le Guyader :

http://www.editions-belin.com/ewb_pages/f/fiche-article-l...

> En France, le Muséum national d’histoire naturelle possède une belle collection d’insectes, y compris fossiles :

http://www.mnhn.fr/fr/collections/ensembles-collections/p...

 

27/09/2014

Les Nématomorphes ou Gordiacés ou Gordiens

Préambule

Des photos à identifier jointes à un courriel de Michel Cottet m'ont permis de reconnaître immédiatement la silhouette d'un Nématomorphe, sans doute un Gordius aquaticus. Alerté également, Jean-Yves Cretin parvenait à la même conclusion. Mais ce qui nous intriguait surtout c'est de savoir comment cet animal aquatique parvenait à parasiter des Arthropodes terrestres. Cette discussion passionnée nous a obligés à fouiller dans internet pour comprendre la tactique de ce parasite manipulateur. C'est cette quête qui fait l'objet de cet article.

 

Les Nématomorphes ou Gordiacés ou Gordiens

par André Guyard

avec le concours de Bertrand Cotte, Jean-Yves Cretin,

Michel Cottet et Jean-Louis Romand

 

 

Taxinomie

 

Les Nématomorphes constituent, à côté des Nématodes, la seconde classe des Némathelminthes. Les Nématomorphes comprennent deux ordres :

 

— les Gordiida : formes d'eau douce et formes terrestres avec un champ épidermique ventral et pseudocoele empli de mésenchyme. Une paire de gonades, ovaires à diverticules latéraux. Famille des Chordodidae : aréoles cuticulaires visibles et servant à la classification. Quatre sous-familles avec quatorze genres dont : Chordodes, Chordodiolus, Gordionus, Paragordius.

Famille des Gordiidae : aréoles invisibles ou absentes. Extrémité postérieure de la femelle non lobée, celle du mâle bilobée. Deux genres : Gordius, Acutogordius.

 

— les Nectonematida : champs épidermiques dorsaux et ventraux, soies natatoires, pseudocoele cavitaire, une gonade, chaîne nerveuse intraépidermique. Écologie marine pélagique. Un seul genre : Nectonema de 200 mm de long, trouvé sur les côtes du Massachusetts, du golfe de Naples, des Indes néerlandaises, du Spitzberg et de la Norvège. (ex. : Nectonema agilis).

 

 

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Gordius aquaticus © Michel Cottet

Le ver est allongé sur les graviers sous un débris végétal

 

Du point de vue historique, les Gordiens sont entourés de nombreuses légendes. L'une d'elles, datant du XIVe siècle, affirme que ces animaux sont issus de crins de chevaux. Selon les pays, on les a appelés : hairworms, Saitenwurmer, dragonneaux. Placés par Linné dans les Vermes intestina, ils furent longtemps confondus avec les Nématodes, en particulier avec la filaire de Médine. Les travaux anatomiques de P. Charvet (1834), K. T. E. Siebold (1838), A. Berthold (1843) et ceux de F. Dujardin (1842) conduisirent Siebold en 1843 à les séparer des Nématodes sous le nom de Gordiacea. F. Vejdovsky (1886) en éloigna les Mermis et créa les Nematomorpha. Le fait que leurs larves parasitent des insectes fut découvert par L. Dufour en 1828, mais ce n'est qu'avec les travaux de E. Grube (1849) et G. Meisser (1856) que ces larves furent convenablement décrites. Les plus importantes contributions à l'étude des Nématomorphes furent, à la fin du XIXe siècle, celles de H. Grenacher (1868), A. Villot (1874, 1881, 1887), Vejdovsky (1886, 1888, 1894), L. Camerano (1888, 1897), O. Burger (1891) et H. B. Ward (1892). Au début du XXe siècle enfin, T. Montgomery (1903, 1904), A. Muhidorf (1914) et H. May (1919) se consacrèrent à l'étude de ce groupe.

 

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Gordius aquaticus sur une feuille (cliché DR)

 

Morphologie

 

Les Gordiens sont des vers allongés et filiformes, de couleur jaunâtre, dont la longueur peut dépasser le mètre, le diamètre n'excédant pas 2 à 3 mm. Le mâle est fréquemment plus petit que la femelle. L'extrémité postérieure, arrondie chez la femelle, est bi- ou trilobée chez le mâle et porte un cloaque terminal ou ventral.

Ce sont des parasites d'Arthropodes à l'état jeune, libres et vivant dans les eaux douces à l'état adulte.

 

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Le type en est Gordius aquaticus Linnaeus, 1758 qui vit à l'état adulte dans l'eau douce (ruisseaux, sources, puits) ; Le corps est très grêle (30 à 90 cm de long sur 0,5 mm de diamètre), avec une coloration allant du jaune clair au marron foncé. L'extrémité antérieure est sans orifice ; l'extrémité postérieure, arrondie chez la femelle, bifurquée chez le mâle, ne montre que l'orifice cloacal. L'ouverture buccale et l'anus sont terminaux ou ventraux.

 

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Gordius mâle enroulé © Jean-Louis Romand

 

Anatomie

 

La paroi du corps des Nématomorphes présente quelques particularités (A). Elle est formée un épiderme revêtu d'une cuticule avec des soies. La cuticule est épaisse et comprend une assise homogène et une assise fibreuse. Dans la famille des Chordodidae, elle présente un aspect rugueux dû à la présence d'aréoles polygonales ou arrondies, qui peuvent porter des soies et un pore.

 

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Comme chez les Nématodes, l'épiderme forme des épaississements, ou cordes, au nombre d'une ou deux. Sous l'épiderme, on a, insérées sur un seul champ ventral, des cellules myoépithéliales qui forment une couche musculaire. L'épiderme, cubique ou cylindrique, n'a qu'une seule assise de cellules. Selon les ordres, on trouvera soit un champ ventral, soit un ventral et un dorsal. Comme chez les Nématodes, les fibres musculaires sont longitudinales.

La cavité mésodermique est un pseudocoele presque entièrement altéré chez Gordius par la présence de cellules mésenchymateuses.

Le tube digestif, atrophié dans ses régions antérieure et postérieure, y est remplacé par un parenchyme (pas depharynx, et intestin partiellement atrophié). Plus ou moins régressé dans tous les stades du cycle, il ne comporte que rarement un orifice buccal. Le pharynx présente souvent un bulbe avant l'intestin. Le cloaque reçoit conduits génitaux et rectum. Le tube digestif de Nectonema rappelant ceux des Mermis et Trichuns (Nématodes aphasmidiens), diffère notablement de celui des Gordius.

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Coupe histologique transversale de Gordius

 

Les Gordiens ne possèdent pas de protonéphridies ni de canaux excréteurs latéraux.

Leur système nerveux est analogue à celui des Nématodes. Comme celui des Échinodères et des Priapuliens, le système nerveux est épidermique. Il est constitué par une masse ganglionnaire antérieure d'où part un cordon nerveux ventral rattaché à l'épiderme par une lamelle nerveuse. La masse ganglionnaire cérébrale se prolonge par une chaîne nerveuse médioventrale qui se termine en un ganglion cloacal. Le système nerveux périphérique est encore mal connu et serait présent chez Paragordius.

Les organes des sens sont primitifs : on distingue des cellules nerveuses à fonction tactile, des soies sensitives le long du corps. Un organe photosensible, sorte de fossette située à l'avant du corps, est renfermé dans une capsule, au fond de laquelle se trouve une couche de cellules de type rétinien ; cette dernière couche est surmontée par un mince épiderme.

Les sexes sont séparés. Les mâles démunis de spicules sont plus petits que les femelles. Une paire de gonades s'étend dans le pseudocoele. L'ovaire est prolongé par un oviducte muni d'un réceptacle séminal.

 

Locomotion, alimentation

 

Isolés, surtout les mâles, plus actifs, ils nagent au moyen de larges ondulations du corps ou rampent sur le fond. Mais on les rencontre souvent entortillés en paquets inextricables (nœuds gordiens) enchevêtrés parmi les plantes aquatiques et les débris végétaux.

Les adultes n'ont aucune activité buccale : la nutrition serait transcuticulaire et l'épiderme des jeunes produirait des enzymes capables de digérer les tissus de l'hôte qui les héberge. Aucun mécanisme excréteur n'a été décelé.

 

Reproduction

 

Au début de la belle saison, les biotopes favorables abondent en individus des deux sexes : bords de rivières, lacs, étangs et mares. Le mâle semble capable de détecter à distance la présence du sexe opposé et de distinguer les femelles vierges des gravides. Ces dernières ne sont pas pour autant systématiquement dédaignées. Les mâles et les femelles matures s'accouplent dans l'eau souvent au sein de volumineux pelotons. Le mâle enroule son extrémité postérieure autour de celle de la femelle et dépose une goutte de sperme au voisinage du cloaque de sa partenaire. Les spermatozoïdes remontent vers le réceptacle séminal. La ponte suit rapidement la fécondation et les œufs sont agglutinés en cordons visibles dans l'eau, au voisinage des parents.

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Copulation de Gordius (sp = masse de spermatozoïdes)

 

Développement et cycle

 

On peut distinguer trois stades dans l'évolution des gordiacés :

1)    un stade larvaire libre,

2)    un stade juvénile parasite,

3)    un stade adulte libre.

 

Les œufs fécondés sont pondus en chapelet par la femelle dans l'eau. La segmentation de l'œuf est égale et donne une gastrula typique. L'ectoderme de la région antérieure de l'embryon s'épaissit.  On aboutit à une larve libre de 1/10e mm de longueur caractérisée par son corps transparent divisé nettement par un septum musculeux en deux régions, le préseptum (proboscis = prosoma) et le postseptum (tronc).

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Larve échinodéroïde de Gordius aquaticus avec la trompe dévaginée

 

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Larve échinodéroïde de Gordius aquaticus avec la trompe invaginée

vue sous loupe binoculaire. sp : spicules, st : stylets

(cliché M. Müller 2004)

 

 

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Larve de Chordodes sp. (muscles du préseptum grisés) avec trompe invaginée (A) et dévaginée (B) montrant les trois couronnes de spicules (sp1, sp2, sp3) (d'après Zapotovsky 1974).

 

Le préseptum se transforme en une trompe dévaginable, appareil perforant armé de deux couronnes longitudinales de spicules (crochets) chitinoïdes. Les mouvements de la trompe mue par des muscles puissants autorisent une sorte de reptation et permettront à la larve de perforer, le cas échéant, les tissus de son futur hôte.

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Le tronc présente à l'intérieur un intestin privé d'ouverture à l'avant et qui se termine par une ouverture anale.

La larve dépourvue d'orifice buccal, donc incapable de s'alimenter, mène une vie aquatique libre très courte, ressemble à celle des Priapuliens et des Échinodères. Elle ne peut donc vivre longtemps et la poursuite du cycle nécessite la présence d'un hôte intermédiaire terrestre ou aquatique avant de s'installer dans l'hôte définitif Pour cela, elle dispose de ses couronnes de crochets qui vont lui permettre de s'amarrer, soit sur la végétation aquatique, soit sur un hôte aquatique.

 

1) Cas où l'hôte aquatique intermédiaire ne présente pas les conditions favorables

La larve peut ainsi s'enkyster par fixation sur un animal aquatique, comme une limnée (gastéropode pulmoné). Si elle est avalée par un alevin de Poissons ou un têtard d'Amphibiens, la larve du nématomorphe s'y enkyste ; elle ne se développera que si cet hôte intermédiaire porteur des kystes est dévoré par un prédateur, hôte favorable qui constituera l'hôte définitif (insecte carnassier, poisson…). Ce mode d'infection a été réalisé expérimentalement quand des Dytiques dévorent de petits poissons ou de têtards contenant des larves de Gordius enkystées (A. Dorier 1932). La suite de l'histoire rejoint alors le deuxième cas ci-dessous.

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Larve de Gordius enkystée

 

2) Cas où la larve se trouve en présence d'un hôte intermédiaire aquatique favorable

La pénétration se fait par effraction, dans un petit animal aquatique (insecte, Myriapode ou arachnide pour les Gordiida : pagure ou crabe pour Nectonema). Le comble de l'élégance s'est de se faire avaler par une larve aquatique d'un insecte aérien : larves d'Éphéméroptères, d'Odonates, de Trichoptères, de Diptères qui seront consommées sous forme d'insecte aérien adulte par l'hôte définitif terrestre. C'est le cas de la larve échinodéroïde de Gordius, capable de s'enkyster dans un mucus sécrété par une glande située près de l'extrémité antérieure du tube digestif et pouvant attendre ainsi plusieurs semaines d'être avalée par la larve aquatique d'insecte. Parvenue dans l'intestin de cette larve, elle en traverse la paroi à l'aide de son appareil perforant et s'installe dans la cavité générale (A. Dorier 1932).

 

3) Cas où l'hôte définitif est un Arthropode terrestre prédateur

Pour compléter leur cycle de vie, les Gordiidés doivent effectuer une transition du milieu aquatique vers le milieu terrestre. Cependant, les larves aquatiques sont épibenthiques et leur habitat ne chevauche pas l'habitat de leurs hôtes définitifs. Cette évidence a conduit de nombreux chercheurs à suggérer que les infections d'hôtes terrestres sont acquises par l'ingestion d'insectes qui s'infectent en absorbant des larves aquatiques infestées par des kystes gordiens qui se trouvent ainsi transposés sur le milieu terrestre.

 

La plupart des hôtes terrestres des Gordiacés sont des Arthropodes prédateurs (Carabes, Myriapodes Chilopodes) qui s'infestent en dévorant des Insectes (Éphémères, Chironomes) tombés à terre et issus de larves aquatiques contenant des kystes de Gordius. Certains orthoptères comme les grillons bien que phytophages n'hésitent pas à dévorer ce genre d'insectes. Ce cycle de vie proposé a été testé expérimentalement par Ben Hanelt (2004) en utilisant trois espèces américaines communes de Gordiidés : Gordius robustus, Paragordius varius, et Chordodes morgani. Cet auteur a constaté que les kystes de l'ensemble des trois espèces ont survécu à la métamorphose d'un chironome Tanytarsus sp.

 

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Carabe doré parasité par un Gordien © Jean-Louis Romand

 

L'observation d'autres espèces d'imagos hôtes définitifs infestés par des kystes montre que les kystes survivent à la métamorphose des insectes et restent viables et sans provoquer de réaction de défense interne de l'hôte. Les données provenant d'Éphémères Callibaetus sp naturellement infestées, montrent que l'enkystement et la survie des Gordiidés se rencontrent chez les insectes aquatiques présents dans la nature. La paratenèse entre les hôtes paraténiques a pu être constatée chez ces trois espèces. Ainsi, les kystes formés dans des hôtes paraténiques parasités peuvent être éventuellement transférés aux hôtes paraténiques normaux.

 

4) Cas où l'hôte définitif est un Arthropode terrestre phytophage

C'est le cas des Myriapodes Diplopodes qui peuvent s'infester en avalant des larves de Gordius qui peuvent s'entourer de mucus, se replier sur elles-mêmes et s'enkyster dans l'eau en se fixant aux végétaux d'une prairie inondable. Elles peuvent résister exondées plusieurs semaines dans un air humide et être consommées par des insectes phytophages. Expérimentalement, on a pu observer que de tels kystes soumis au suc digestif d'un insecte se gonflent et se déchirent laissant échapper les larves de Gordius qui pénètrent alors dans la cavité générale de l'insecte par effraction de la paroi intestinale.

 

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Un orthoptère Anonconotus parasité par un Gordien

© Roger de La Grandière

 

Pendant tout le cycle de l'insecte qui se métamorphose en un imago ailé, le nématomorphe s'allonge, grossit, devient un petit ver blanchâtre qui poursuit sa croissance aux dépens du tissu lipidique de l'insecte. Le stade juvénile est atteint après plusieurs semaines (ou mois) de développement dans l'hôte. Certains caractères larvaires persistent (cuticule, épiderme) ou se différencient ; d'autres (stylets, crochets de la trompe, glande à mucus) disparaissent. Les cellules épidermiques sont à l'origine du développement de la masse nerveuse antérieure. L'intestin larvaire devient définitif. Les organes génitaux du parasite se développent, son tégument chitineux s'épaissit et se colore. La taille adulte atteinte, le nématomorphe perfore alors la paroi abdominale de son hôte au voisinage de l'anus. C'est alors que le parasite va manipuler son hôte pour l'entraîner à se jeter à l'eau. Il abandonne alors celui-ci en le perforant et se retrouve en milieu aquatique.

nematomorpha,gordiidae,parasites manipulateurs

Les quatre stades du cycle du parasite

(hôte définitif : la sauterelle Meconema thalassinum)

 

 

Si par hasard, l'hôte définitif à l'eau est consommé par un prédateur, par exemple le grillon attrapé par une grenouille ou une truite, l'insecte sera mangé, mais le parasite s'en tirera intact en s'échappant par la gueule de l'amphibien ou par la gueule ou les ouïes du poisson.

 

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Grillon des bois Nemobius sylvestris infesté par Paragordius tricuspidatus

© Pascal Goetgheluck

 

La manipulation de l'hôte définitif par le nématomorphe

Les travaux de l'équipe de Montpellier (Organismes Parasitiquement Modifiés : OPM) travaillant au sein de l'Institut de recherche pour le développement (IRD) ont pu démontrer cette manipulation du comportement de l'hôte par le nématomorphe Paragordius tricuspidatus adulte qui incite le grillon des bois Nemobius sylvestris, dans lequel il s'est développé, à se jeter dans une collection d'eau, où le ver peut se reproduire. Le grillon peut avaler une ou plusieurs larves du ver. La larve se développe durant près d'un an dans l'abdomen de l'insecte en se nourrissant de sa graisse et de ses organes reproducteurs. Au stade adulte, le ver contraint l'insecte à se diriger vers les espaces libres en sécrétant une substance qui agit sur son système nerveux. L'insecte est brusquement attiré par la lumière, ce qui augmente la probabilité qu'il rencontre une étendue d'eau, généralement située dans un espace découvert. Le grillon finit souvent par rencontrer un cours d'eau où il se jette, sans forcément y mourir. Le ver émerge alors par effraction hors de la cavité abdominale du grillon (voir la photo ci-dessus).

 

Le grillon des bois Nemobius sylvestris peut survivre à son bain forcé après la libération de son ver parasite. Mais les femelles seront stériles et présenteront une morphologie larvaire, ovipositeurs réduits en particulier qui empêcheront la réussite de la copulation.

 

En 2005, au sein de l'équipe OPM de Montpellier, Frédéric Thomas et Frédéric Libersat ont mis en évidence des protéines qui semblaient altérer le fonctionnement du système nerveux du grillon. Un grillon parasité se jette à l'eau non sous l'action de ses propres molécules et de ses propres gènes, mais par le jeu de certains gènes et des molécules correspondantes du nématomorphe, illustrant le concept de phénotype étendu. Cela ne va pas sans inconvénient : le parasite consacre une certaine énergie à manipuler son hôte, au détriment d'autres fonctions vitales, telles la croissance et la fécondité. Il lui faut trouver un compromis entre ces différentes fonctions. Notons que ce raisonnement reste théorique : personne n'a encore mesuré l'énergie dépensée par un parasite pour manipuler son hôte.

 

Malgré l'augmentation des preuves de la manipulation de l'hôte phénotypique par des parasites, les mécanismes sous-jacents causés à des hôtes infectés modifiant le comportement de l'hôte restent énigmatiques dans la plupart des cas.

 

Les bases biomoléculaires de la manipulation de l'hôte

Afin d'identifier les altérations biochimiques qui se produisent dans la tête du grillon Nemobius sylvestris quand il est poussé à l'eau par le nématomorphe, l'équipe de Montpellier (2006), a caractérisé les protéomes de l'hôte et du parasite pendant l'expression du comportement de recherche d'eau en élucidant les ressorts moléculaires de cette stratégie a priori unique dans le monde des parasites manipulateurs. On n'avait encore jamais constaté une telle manipulation chimique "directe".

 

Par une technologie appelée "analyse protéomique" (électrophorèse de protéines)  qui permet de "photographier" à un instant donné l'ensemble des protéines candidates à la manipulation produites par un organe, technologie couplée à la bioinformatique appliquée à l'expression des gènes impliqués au cours de la manipulation, les chercheurs ont mis en évidence que des molécules de la famille Wnt produites par le parasite peuvent agir directement sur le développement du système nerveux central de l'hôte. C'est en injectant dans le cerveau du grillon certaines molécules que le ver réussit à déclencher ce comportement aberrant.

"Jusqu'à présent, les biologistes avaient identifié des stratégies de manipulation où le parasite incite son hôte à sécréter lui-même les substances qui vont le manipuler, explique Frédéric Thomas. Or, nous avons ici affaire à une manipulation 'directe' : c'est le ver lui-même qui sécrète les molécules qui, une fois transmises à l'hôte, influenceront son comportement."

 

Encore fallait-il le démontrer. Pour cela, les chercheurs ont eu l'idée d'analyser les protéines sécrétées par le cerveau du grillon Nemobius sylvestris à trois instants distincts : quelques secondes avant le saut, juste après le saut et quinze minutes après le saut. Dès lors, les chercheurs n'ont eu qu'à comparer les molécules mises en évidence avec celles habituellement fabriquées par le gordien. Résultat : "Nous avons trouvé dans le système nerveux de la sauterelle la présence de molécules Wnt produites par le ver alors qu'elles y sont habituellement absentes, rapporte le biologiste. Nul doute que leur transmission au grillon joue donc un rôle décisif dans le déclenchement du saut dans l'eau." Question : comment se fait-il que l'organisme de la sauterelle ne détecte pas l'origine étrangère de ces molécules Wnt émises par le ver ? L'explication tiendrait à une astuce dite "mimétisme moléculaire".

 

"II faut savoir que le grillon produit naturellement des protéines Wnt, décrit Didier Biron. Et bien, nous avons découvert que leur structure, sans être identique aux Wnt du ver, est extrêmement proche." Tel serait donc le secret du gordien : il profite de la ressemblance qui lie ses Wnt avec celles de la sauterelle pour les exfiltrer dans le système nerveux de celle dernière sans qu'elles soient détectées... et déclencher ainsi le saut. Comme le résume le chercheur : "Le gordien est un falsificateur qui accède aux manettes du comportement de son hôte en usant de ses propres molécules comme autant de fausses clés. "

 

UN SUBTIL DIALOGUE SE NOUE

Cependant, si le principe utilisé par le ver pour manipuler le comportement du grillon est élucidé, la compréhension du processus chimique menant au saut dans l'eau demeure encore très partielle : "Les Wnt sont des protéines dites 'carrefour', dont les fonctions sont tellement nombreuses qu'elles ne nous permettent pas, à l'heure actuelle, de comprendre comment elles finissent par générer chez les orthoptères cette propension à se jeter à l'eau" explique Didier Biron. En fait, face à ce subtil dialogue moléculaire qui se noue entre l'orthoptère et le gordien, les chercheurs sont un peu comme des enquêteurs qui, via les outils d'analyse protéomique, ont placé les deux animaux sur écoute : seules des bribes de conversation leur parviennent, et ils peinent encore à établir la teneur précise des propos.

 

Néanmoins, une piste s'offre depuis peu : en scrutant le cerveau des grillons infestées, l'équipe montpelliéraine a remarqué que, lorsque ces derniers sont en phase de manipulation par le ver. la production de plusieurs protéines varie de façon inhabituelle. Et parmi celles notamment impliquées dans la régulation du rythme circadien de la sauterelle ou dans la croissance de son système nerveux se trouve la protéine "isoform D", qui joue un rôle important dans la géotaxie de l'insecte. C'est ce qui caractérise la position de l'animal par rapport au sol. Or, la perturbation de cette fonction pourrait justement être l'un des déclencheurs du comportement erratique du grillon avant son comportement aberrant qui le précipitera dans l'eau.

 

Tous ces travaux ne sont pas de pure forme. "D'ici à quelques années, s'enthousiasment les chercheurs, nous envisageons de créer une banque de données qui regrouperait l'ensemble des molécules des insectes utilisées par les parasites manipulateurs. Des informations qui pourraient se révéler utiles à la recherche médicale pour qui les connaissances acquises par les biologistes sur les stratégies des parasites se révèlent souvent précieuses dans la conception de nouveaux vaccins et médicaments." Mais avant de réaliser cet objectif, les chercheurs doivent encore se concentrer sur la relation qui unit les gordiens et leurs hôtes et, notamment, élucider la nature précise des molécules utilisées par le ver. D'où la prochaine étape, prévue pour 2006 : injecter dans le cerveau d'orthoptères sains des protéines Wnt, afin de voir si elles engendrent, seules, le comportement du saut dans l'eau.

 

Au niveau du système nerveux central du grillon manipulé, ils ont trouvé une expression différentielle des protéines du domaine CRAL-TRIO spécifiquement liées à la neurogenèse, le rythme circadien et les activités de neurotransmetteurs. La vision du grillon serait bouleversée et l'animal quitterait les bois pour arpenter des espaces plus lumineux, souvent aboutissant à une collection d'eau.

 

Du point de vue histologique, on note au niveau du cerveau, une surproduction de neurones qui aboutit à la déconnexion de synapses, alors que dans d'autres cas (voir plus bas), l'expression des protéines aboutit à une mort des neurones (apoptose). Ces deux modes d'action entraînent un oubli du comportement normal et la création d'un comportement aberrant.

 

Une autre étude protéomique sur les voies biochimiques altérées par les Gordiens a également permis de traiter des questions de convergence physiologique et moléculaire dans le mécanisme entraînant la modification du comportement des orthoptères, des molécules efficaces produites par d'autres espèces de nématomorphes agissant directement sur le système nerveux central de leurs hôtes orthoptères.

 

Ce genre d'études peut être généralisé à d'autres cas de manipulations des hôtes par les parasites. C'est le cas du nématomorphe Spinochordodes tellinii dont l'hôte définitif est la sauterelle des chênes, ou méconème tambourinaire (Meconema thalassinum). L'insecte est également brusquement attiré par la lumière, ce qui augmente la probabilité qu'il rencontre une étendue d'eau, généralement située dans un espace découvert. Dans ce cas, l'équipe de Montpellier a pu montrer que l'action des protéines manipulatrices provoquait la mort de certains neurones du cerveau de l'hôte engendrant ainsi son comportement aberrant de recherche d'eau.

 

On peut s'interroger sur l'implication de telles protéines manipulatrices sur d'autres parasitoses, en particulier dans le cas des affections comme le paludisme, la fièvre jaune, le chikungunya, la dengue ou la maladie du sommeil impliquant des insectes piqueurs et transmettant à l'homme, hôte définitif des parasites.

 

Au-delà des possibles applications médicales, les découvertes de l'équipe de Frédéric Thomas ont aussi une portée théorique. Car elles valident les prédictions de la théorie dite du "phénotype étendu", énoncée en 1982 par le biologiste britannique Richard Dawkins[1]. Le phénotype est l'ensemble des caractères physiques d'un organisme. Il dépend de l'expression du génotype, l'ensemble des gènes de cet organisme. Selon R. Dawkins, une part du génotype du parasite est aussi responsable du phénotype modifié de l'hôte : certains de ses gènes s'expriment et leurs produits agissent dans l'hôte et modifient son comportement.



[1] Au sein de la seconde édition du livre Le Gène égoïste'" initialement édité en 1976 aux Presses Universitaires d'Oxford.

 

Loin, encore aujourd'hui de faire l'unanimité, cette approche stipule qu'il faut cesser de considérer que les gènes n'agissent que dans les strictes limites de l'organisme dans lequel ils 'résident', mais, au contraire, les voir dotés d'un pouvoir d'action qui dépasse les limites de cet organisme. N'est-ce pas précisément ce qui se passe entre le gordien et l'insecte ? Ce sont les gènes du premier qui, via les molécules qu'ils lui permettent de sécréter, étendent leur pouvoir au dehors de l'organisme dans lequel ils résident, en modifiant in fine le comportement du deuxième. Ce qui illustre à merveille ces propos du biologiste britannique, rédigés en 1989.  "Il est des cas où tout se passe comme si les gènes sortent de leur 'propre corps' et manipulent le monde extérieur"... On le voit, c'est à une nouvelle façon de regarder l'évolution que convie aussi l'étrange lien que nouent les gordiens et leurs hôtes.

 

Comment l'évolution a-t-elle pu favoriser une stratégie aussi tarabiscotée ? Inutile de prêter au gordien une quelconque intelligence cachée : c'est tout simplement au hasard que cette machiavélique aptitude à la manipulation doit son existence : "Au cours de l'évolution, la sélection naturelle a évidemment favorisé les vers les plus aptes à initier ce fameux 'dialogue moléculaire' avec les orthoptères" explique Frédéric Thomas. Soit, concrètement, ceux qui ont développé les mutations génétiques les rendant aptes à produire des protéines Wnt de structure comparable à celles fabriquées par ces insectes." En revanche, les vers qui n'en étaient pas capables, ou seulement imparfaitement, ont fini par disparaître. faute de pouvoir rejoindre efficacement leur lieu de reproduction.

 

Bibliographie

 

  • Ben Hanelt (2004). - Life cycle and paratenesis of American Gordiids (Nematomorpha: Gordiida). J. Parasitol., 90(2), pp. 240-244.
  • Biron D. G. et all (2006).— 'Suicide' of crickets harbouring hairworms: a protomics investigation. Insect Molecular Biology 15(6), pp. 732-742.
  • Dorier A. (1932).- La biologie des Gordiacés  Bull. Fr. Piscic. 43, pp 205-210.
  • Kermarrec A. Némathelminthes Encyclopedia Universalis Tome XII.
  • Lefèvre T. et al., The ecological significance of manipulative parasites, Trends in Ecology and Evolution, vol. 24, pp. 41-48.
  • Libersat F. et al, (2009).- Manipulation of host behavior by parasitics insects and insects parasites, Annu. Re. Entomol., vol. 54, pp 189-207.
  • Revoy N. (2005).- Sauterelles : un ver les pousse au suicide. Science & Vie n° 158 novembre 2005, pp 92-97.
  • Thomas F. et al, (2002).- Do hairworms (Nematomorpha) manipulate the water seeking behaviour of their terrestrial hosts? J. Evolution. Biol. 15(3), pp.356-361.
  • Thomas F. et al, (2010).- Biologie évolutive, De Boeck Ed. 827 p.
  • Thomas F. et Libersat F. (2010).- Les parasites manipulateurs, Pour la Science n° 391 mai 2010, pp. 36-42.
  • Vidéo (2010) Un film de Yves Élie : Toto le Némato. VB Films, CNRS Images.

25/09/2014

Toile de fond

Toile de fond

 

 par Dominique Delfino

Photographe naturaliste et animalier

 

 Brouillard et humidité, ce dimanche 12 octobre 2014 au petit matin en Terre de Saône.

 

 Je profite d'une petite balade le long du canal pour découvrir, illuminées par les premières lueurs du soleil, les nombreuses toiles d’araignées tissées dans le milieu naturel.

 

 C'est sur le pont qui enjambe la voie navigable que le travail de ces arachnides retiendra toute mon attention.

 

 Tissée tel un léger rideau, chaque toile s'affiche dans une harmonie parfaite, accrochée aux barrières vétustes que le temps a déjà largement marquées de son empreinte.

 

 À travers l'objectif, la dentelle de la toile s’inscrit parfaitement cernée par le bleu des barreaux de fer forgé, le contre-jour offrant la transparence indispensable à la mise en lumière des perles de rosée.

 

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© Dominique Delfino

 

 

15/11/2011

La Coccinelle asiatique envahit la Franche-Comté

Harmonia_axyridis_logo.jpgLa Coccinelle asiatique Harmonia axyridis (HA) envahit la Franche-Comté



Chez cette espèce de Coccinellidés (Coléoptères), le mâle est plus petit que la femelle, avec des tailles variant de 5 à 8 mm de long et de 4,0 à 6,6 mm de large.

La Coccinelle asiatique présente une large gamme de coloris, allant du rouge à points noirs au noir à points rouges, en passant par de nombreuses nuances de jaune. Les élytres sont ornés de zéro à 19 points.

 

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Coccinelle asiatique

 

La Coccinelle asiatique se nourrit de pucerons, de psylles et de cochenilles, avec une voracité plus importante que celle les espèces autochtones utilisées jusqu'alors, surtout aux stades larvaires 3 et 4.

 

Cette voracité a été jugée intéressante pour la lutte biologique anti-pucerons pour susciter une importation dans les pays occidentaux. Or, il s'est avéré que l'espèce s'attaquait également aux autres coccinelles locales et à d'autres insectes.

 

Prolifiques, les femelles de cette espèce peuvent pondre jusqu'à 2 500 œufs durant leur vie avec un taux de 20 à 30 œufs/jour.

 

De sorte que l'espèce se reproduit activement et poursuit sa progression géographique, colonisant désormais la Franche-Comté. Phénomène particulièrment visible en automne, puisque, à l'approche de la mauvaise saison, les individus se regroupent dans des cavités, sous les écorces, mais ils n'hésitent pas à profiter de l'abri des bâtiments pour s'installer en vue d'hiberner.

 

Au départ, la Coccinelle asiatique Harmonia axyridis (HA) a été volontairement importée en Belgique et par l'INRA en France (1982). Profitant d'un climat qu'elle connaissait dans sa région d'origine la population a proliféré et s'est répandue dans l'Union Européenne. En fait, l'invasion de l'Europe ne s'est pas bornée à cette seule introduction volontaire et certaines populations  de (HA) semblaient être d'origine américaine.

 

Les routes d’invasion de la coccinelle asiatique Harmonia axyridis

 

Effectivement, des études récentes sur les voies invasives d'organismes exotiques suggèrent que de nombreuses invasions généralisées ne provenaient pas de l'aire de répartition naturelle, mais d'une population particulièrement envahissante qui colonise de nouveaux territoires.

 

En ce qui concerne la Coccinelle asiatique Harmonia axyridis, des chercheurs de l’INRA de Sophia-Antipolis et de Montpellier (1) ont retracé à l’aide de marqueurs génétiques et de traitements statistiques novateurs les routes d’invasion de cette espèce. Leurs résultats montrent que les invasions en Europe de l’Ouest, et en particulier en France, mais aussi en Amérique du Sud et en Afrique du Sud ont très vraisemblablement pour origine des coccinelles provenant d’Amérique du Nord-Est.

 

De sorte que, en Europe de l’Ouest, les populations envahissantes se sont mélangées génétiquement avec des individus issus d’opérations de lutte biologique contre les pucerons. Cette étude illustre la notion de "tête de pont invasive" : une population envahissante particulière va devenir la source de plusieurs autres populations envahissantes dans de nouvelles zones, éloignées de la précédente.

 

L’aire native de la Coccinelle Harmonia axyridis se situe en Asie. L’espèce a longtemps été utilisée en lutte biologique contre les pucerons, mais sans installation et multiplication notables dans les zones où elle a été utilisée, en Amérique du Nord (depuis 1916), en Europe (depuis 1990) et en Amérique du Sud dans les années 1990. Ce n’est que récemment qu’un premier foyer invasif a été détecté en Amérique du Nord-Est en 1988, puis un second en Amérique du Nord-Ouest en 1991. En 2001, deux populations invasives ont été observées en Amérique du Sud et en Europe tandis qu’un foyer était observé en Afrique du Sud en 2004.

 

D’espèce bénéfique, la Coccinelle asiatique est ainsi passée au statut d’insecte nuisible de par ses impacts écologiques (impact sur la biodiversité par la compétition ou la prédation d’espèces non-cibles du type coccinelles indigènes, lépidoptères, etc.), économiques (détérioration de la qualité des productions viticoles) et sociaux (agrégation en grand nombre à l’automne et en hiver dans les habitations, entraînant diverses perturbations et quelques cas d’allergies). Se posent alors naturellement des questions relatives aux relations de parenté entre ces différentes populations envahissantes (qui est la source de qui ?) et au rôle relatif dans l’émergence de ces populations envahissantes des introductions accidentelles et des introductions intentionnelles pour la lutte biologique.

 

Les analyses de génétique des populations réalisées par les chercheurs de l’INRA ont permis de reconstituer avec un niveau de précision et de confiance élevé les routes et les modalités d’introduction des populations envahissantes d’H. axyridis, sur l’ensemble des aires envahies (Amérique du Nord, Amérique du Sud, Afrique du Sud et Europe). Des échantillons de populations récoltés dans la nature (aire native et aires envahies) et d’autres, représentatifs de la souche originaire d’Asie utilisée pour la lutte biologique, importée par l’INRA en 1982 et utilisée par la suite par plusieurs biofabriques européennes, ont été caractérisés avec des marqueurs génétiques. Grâce à ces marqueurs, un grand nombre de scénarios d’introduction ont été comparés et la probabilité relative de chacun de ces scénarios a été estimée par des méthodes d'analyse statistique.

 

Une tête de pont invasive dans le Nord-Est de l’Amérique

 

Les routes d’invasion sont résumées dans la Figure 1. L’aire native asiatique est à l’origine de deux foyers principaux en Amérique du Nord-Est et du Nord-Ouest. Ces deux introductions sont donc indépendantes, mais il est impossible de savoir si elles sont accidentelles ou proviennent de populations utilisées en lutte biologique. Les foyers invasifs d’Amérique du Sud et d’Afrique du Sud proviennent de la zone envahie en Amérique du Nord-Est. Enfin les populations invasives en Europe de l’Ouest sont issues d’un mélange entre des individus provenant d’Amérique du Nord-Est et des individus utilisés en Europe pour la lutte biologique, avec une contribution génétique de l’ordre de 40 % pour ces derniers.

coccinelle asiatique-carte-1.jpg

Figure 1 : Origine des populations envahissantes d’Harmonia axyridis. Les aires natives et envahies sont respectivement en vert et rouge. La probabilité estimée pour chaque scénario d’introduction est en noir (P). Les dates de première observation des invasions sont en bleu. ENA = Est Nord Amérique, ONA = Ouest Nord Amérique, AS = Amérique du Sud, AFS = Afrique du Sud, EU = Europe de l’Ouest (Belgique). Dans le cas de la population Ouest Européenne (EU), les contributions génétiques relatives des sources Est Nord Amérique (ENA ; flèche rouge) et de la population de lutte biologique européenne (LBE ; flèche bleue) sont respectivement égales à 59% et 41%.


En Europe de l’Ouest, la question de l’effet sur la capacité d’invasion d’un mélange génétique entre les individus provenant d’Amérique du Nord-Est et ceux issus de la souche de lutte biologique précédemment citée est en cours d’étude. Les chercheurs impliqués dans cette étude n’ont pas détecté jusqu’à présent de foyers envahissants dont l’origine serait exclusivement liée à la souche de lutte biologique européenne.

 

Ces analyses ont ainsi démontré la contribution majeure de la population américaine du Nord-Est dans l’historique de l’invasion. Ce résultat illustre la notion de "tête de pont invasive" (ou invasive bridgehead effect) qui repose sur la mise en évidence d’une population envahissante particulière se comportant comme la source de nombreuses autres invasions dans des zones éloignées. La mise en évidence de populations invasives "têtes de pont" a des implications fortes en gestion des populations en incitant à une vigilance accrue envers ces populations.

 

Évaluer la probabilité d'un tel scénario est heuristiquement difficile. Les équipes de l'INRA ont résolu ce problème en utilisant des méthodes de calcul approximative bayésienne pour comparer quantitativement les scénarios d'invasion complexe basée sur l'analyse génétique des populations (variation des microsatellites) et historique (date de la première observation) des données.

 

D’autre part, le scénario d’invasion déduit de cette analyse suggère la possibilité d’un changement évolutif dans la population "tête de pont", localisée en Amérique du Nord-Est pour la Coccinelle asiatique. Cette hypothèse fait l’objet de recherches avec des approches de génétique quantitative menées par les mêmes équipes.

 

Cette démonstration d'un mécanisme d'invasion passant par une tête de pont comporte des implications importantes d'une part, dans la théorie de l'invasion (c'est-à-dire, un seul quart de l'évolution de la population par rapport aux multiples changements de tête de pont dans le cas de populations introduites devenues envahissantes de façon indépendante) et d'autre part, dans la gestion des invasions par des organismes étrangers entraînant une vigilance accrue contre les têtes de pont invasives.

 

Les chercheurs de l'INRA ont montré que l'éclatement de la récente invasion dans le monde entier de HA suivie d'un scénario de pont impliquant une population envahissante installée dans l'Est de l'Amérique du Nord constitue la source des individus colonisateurs qui ont envahi les continents européen, sud-américain et africain, avec quelques mélanges avec une souche de lutte biologique en Europe.

 

Sources :


http://fr.wikipedia.org/wiki/Coccinelle_asiatique

 

Cornuet J-M, Santos F, Robert PC, Marin J-M, Balding DJ, Guillemaud T, Estoup A (2008) Inferring population history with DIYABC: a user-friendly approach to Approximate Bayesian Computation. Bioinformatics, 24, 2713-2719.

 

(1) Équipe “Biologie des Populations en Interaction”, INRA UMR 1301 IBSV (INRA/CNRS/Université de Nice-Sophia Antipolis), Sophia-Antipolis, France, 2 INRA UMR Centre de Biologie et de Gestion des Populations (INRA/IRD/Cirad/Montpellier SupAgro), Montferrier-sur-Lez, France.

01/11/2010

Nature jurassienne par Michel Juillard

Nature jurassienne

par Michel Juillard

 

Dans le cadre de l'Année internationale de la Biodiversité, Michel Julliard, un "vieux de la vieille" de la protection de  la Nature dans le Massif du Jura, publie un ouvrage de plus de 300 pages présentant la biodiversité du Jura à l'aide de photographies. Cet ouvrage sort de presse le samedi 20 novembre prochain.

 

Je cherche à réaliser des images qui montrent la beauté d’une espèce végétale, une attitude ou le comportement insolite d’un animal, un détail anatomique ou une couleur particulière. La netteté de chaque document reste pour moi la valeur fondamentale.


Michel Juillard, biologiste

 

Nature-jurassienne.jpg

 

Quelques commentaires de spécialistes.


De très belles images figurent à chaque page de ce livre. Elles me rendent presque jaloux. J’aimerais vraiment toutes les voir figurer en point d’orgue dans ma photothèque.


Claude Nardin, photographe

 

L’ouvrage de Michel Juillard est un hymne à l’émotion, un hymne à l’enthousiasme. C’est aussi un hymne à un petit coin de terre, un hymne à la nature. Quand on a contemplé de telles images, on sait ce que le mot beauté signifie, tout simplement.


Eric Grossenbacher, botaniste

 

Commande par internet: m.juillard@sunrise.ch

 

Format: 245 x 285 mm, relié,
couverture laminée en quadrichromie
Contenu: 304 pages
(plus de 300 illustrations en couleur)
Sortie de presse: novembre 2010
Prix de souscription: jusqu’au 23 décembre 2010, CHF 55.– (€40.–)
dès le 24 décembre 2010, CHF 69.– (€50.–)
Frais d’envoi en sus. TVA 2,4% comprise (dès le 01.01.2011, TVA 2,5%). 

23/07/2010

Coraux des Antilles (1)

Sous le vocable de corail, on désigne plusieurs formes animales coloniales qui appartiennent toutes au phylum des Cnidaires et dont le squelette est appelé polypier. Ce premier chapitre présente les principaux représentants des Cnidaires. Il définit et situe les coraux dans ce phylum.

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Coraux des Antilles (2)

Classification et inventaire des coraux hermatypiques (constructeurs de récifs) rencontrés aux Antilles

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22/07/2010

Coraux des Antilles (3)

Anatomie des coraux hermatypiques des Antilles

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21/07/2010

Coraux des Antilles (4)

Clé simplifiée de détermination des coraux des Antilles

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20/07/2010

Coraux des Antilles (5)

Hydrocoralliaires et Scléractiniaires en place dans le récif

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19/07/2010

Coraux des Antilles (6)

Nutrition, calcification, reproduction et développement des coraux de la Province caraïbe

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18/07/2010

Coraux des Antilles (7)

Croissance du Corail et répartition des récifs dans la Province Caraïbe

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17/07/2010

Coraux des Antilles (8)

Différents types de récifs coralliens. Morphologie et genèse des récifs coralliens des Antilles

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16/07/2010

Coraux des Antilles (9)

Biocénoses récifales remarquables de la Province caraïbe. Compétition, prédation, stratégies de défense, associations : commensalisme, symbiose.

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15/07/2010

Coraux des Antilles (10)

Chapitre annexe présentant d'autres organismes associés au récif corallien qui n'ont pas trouvé leur place dans les précédents chapitres

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Coraux des Antilles (11)

Évolution des récifs coralliens actuels de la Caraïbe. Problème du blanchissement des coraux.

 

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17/04/2010

La Moule perlière d'eau douce

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La Moule perlière d'eau douce

Margaritifera margaritifera (L. 1758)


Famille  des Margaritiféridés

 

par André Guyard

 

Pour s'assurer de la qualité des eaux douces, l'Onema inspecte 1500 sites de rivières tous les deux ans et 200 lacs tous les six ans.

 

La directive-cadre européenne (DCE) exige de définir les équilibres naturels entre espèces ainsi que la productivité optimale d'une rivière. Cette dernière se calcule en kilos de poissons par hectare de rivière. Pour l'instant, on estime qu'une rivière à cyprinidés "produit" de 200 à 600 kilos de poissons par hectare... une fourchette trop vaste pour avoir une idée précise du "bon état écologique" exigé par la DCE. Mais on manque de références historiques comme l'explique Philippe Barran : «La morphologie de presque tous nos cours d'eau a été modifiée depuis la révolution industrielle

 

Pour essayer de définir un bon état écologique de base, la meilleure approche est d'étudier la petite centaine de ruisseaux qui ont traversé les siècles sans dommages : le Chabot, la Lamproie de Planer, l'Écrevisse à pattes blanches et la Moule perlière y vivent encore. Ces quatre espèces sont évaluées dans le Morvan par un programme européen Life. Ces espèces sentinelles de la qualité des sites aquatiques sont appelées espèces indicatrices.

 

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La Mulette
(dessin de Béatrice Kremer-Cochet)

 

Parmi les espèces indicatrices de la qualité des sites aquatiques d'eau douce est la Mulette perlière ou Moule perlière (Margaritifera margaritifera). En France, son aire de répartition couvre l'essentiel des massifs cristallophylliens du territoire métropolitain français : Massif Armoricain, Massif Central, Morvan, Alpes et Pyrénées, à l'exclusion du bassin du Rhône. Elle était jadis si abondante que ses perles ont orné colliers et parures jusqu'au milieu du XXe siècle. C'est un mollusque lamellibranche des rivières claires d'Europe, de Russie, du Canada et de la façade Est des États-Unis, une espèce désormais protégée et connue pour sa durée de vie exceptionnelle (plus d'un siècle). Dans la nature, on rencontre  une perle pour mille individus. À l'occasion du baptême de son fils, le futur Louis XIII, Marie de Médicis exigea une robe entièrement recouverte de milliers de perles venues des rivières françaises. On imagine l'hécatombe engendrée par ce caprice royal !

 

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Coupe du manteau et de la coquille d'une Moule perlière

 

Le schéma ci-dessus montre une coupe de la coquille et du manteau d'une moule.

 

Le manteau est un repli tégumentaire qui enveloppe le corps de la moule. L'épiderme (en rouge) est replié  sur le derme (2 en jaune). Sa face externe (3) secrète la coquille et la face interne (1) limite la cavité palléale.

 

La coquille présente trois couches : une couche externe : la cuticule ou périostracum (6 en jaune), pellicule cornée formée d'une substance organique la conchyoline ; une couche moyenne ou ostracum (5 en violet), formée de prismes constitués par des lames calcaires noyés dans de la conchyoline ; une couche interne, la nacre ou hypostracum (4 en bleu) formée de minces lamelles de conchyoline imprégnées de calcaire. Les interférences entre les rayons lumineux réfléchis par ces différentes lamelles donnent une irisation particulière à la nacre. Cette couche lamelleuse est sécrétée par toute la surface de la face externe du manteau. De sorte que l'accroissement en épaisseur de la coquille est due uniquement à la nacre qui participe à la réparation des brèches de la coquille et éventuellement à la formation de perles englobant des particules introduites accidentellement entre manteau et coquille. Ainsi, le germe d'une perle peut être un fragment de manteau voire un débri de coquille ou même un microinvertébré.

 

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Margaritifera margaritifera
(cliché de Gilbert Cochet)

 

La Mulette est un mollusque lamellibranche qui se reconnaît à sa forme allongée. Les adultes mesurent de 8 à 14 cm et vivent aux deux tiers enfoncés dans le sédiment (sable ou gravier), en position quasi verticale. La Mulette filtre ainsi environ 50 litres d'eau par jour, se nourrissant des particules véhiculées par les courants. Pour résister au froid, elle exige un substrat gravillonnaire, voire sableux, lui permettant de s'enfouir, parfois plusieurs années. Elle est donc très sensible à la sédimentation des rivières constituant son habitat : la baisse des débits, colmatant les fonds, entraîne systématiquement sa disparition, bien qu'on observe parfois des déplacements volontaires de sujets adultes (baisse des niveaux d'eau ou augmentation de la turbidité).

 

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Dissection de la Mulette

 

Le schéma ci-dessus représente une dissection de la Mulette. 1. : muscles adducteurs ; 2. : estomac ; 3. : bouche ; 4. : ventricule cardiaque ; 5. : gonade ; 6. : canal excréteur ; 7 : rein ; 8. : branchie ; 9 : pied ; 10. : palpes labiaux.

 

Biologie

 

L'espèce a besoin d'une eau bien oxygénée pour assurer un cycle de reproduction complexe. "Cela impose qu'on ne perturbe pas la morphologie d'une rivière et que les eaux restent pures. Deux conditions qui n'ont cessé de reculer", explique Pierre Durlet, gérant du programme du Morvan. La France aura donc atteint le bon état écologique de ses eaux quand on reverra en bijouterie des colliers de perles de moule. C'est en tout cas le but recherché par les écologues. Les gestionnaires de l'eau se contenteraient de beaucoup moins.

 

Le cycle de vie de la Moule perlière est associé à celui de la Truite fario et à celui du Saumon atlantique, car les larves du mollusque se développent à l'abri des branchies de ces poissons, et uniquement de ceux-ci.

 

Les sexes sont séparés. Pour la reproduction, le mâle libère ses spermatozoïdes dans l'eau, ils rejoignent alors les ovules, très abondants de la femelle. Après fécondation, l'œuf commence son développement dans la cavité palléale de la femelle. Il évolue en une larve, nommée glochidium, qui est incubée par la femelle pendant un mois. La taille de 0,05 mm atteinte, la larve est libérée dans le cours d'eau. Le glochidium est doté d'une coquille bivalve pourvue d'un crochet recourbé à l'intérieur et d'une sorte de filament adhésif. Cette larve va se fixer sur l'appareil branchial d'une Truite fario ou d'un Saumon atlantique, provoquant chez son hôte la formation d'une tumeur où se développe le glochidium, qui se nourrit par la surface de son manteau. Cette phase parasitaire dure en général quelques semaines (jusqu'à 10 mois), temps au bout duquel le glochidium devient un véritable bivalve en miniature de 0,5 mm. La larve s'enkyste alors dans les sédiments durant plusieurs années et poursuit sa croissance, pour atteindre sa maturité sexuelle à 20 ans.

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La larve glochidium

 

La longévité de cette espèce est remarquable, puisqu'elle varie entre 20 et 30 ans pour les individus vivant dans les eaux plus chaudes du sud de l'Europe, à plus de 150 ans pour ceux de Scandinavie.


État des populations

 

Cette moule constitue un excellent indicateur écologique. L'habitat de la Moule perlière correspond à des eaux fraîches, courantes, pauvres en calcaire, à fond de gravier ou de sable mais dépourvu de vase. Elle tolère très mal la présence de phosphates, ne supporte pas des eaux avec plus de 5 mg/l de nitrate et ne peut se reproduire avec plus de 1 mg/l ! (rappelons que la norme autorisée est 50 mg/l).

 

 

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Margaritifera margaritifera
(cliché de Gilbert Cochet réalisé dans le Morvan)

 

En tant que filtreur, elle accumule de nombreux toxiques (métaux lourds, pesticides...) qui peuvent la tuer ou nuire à ses capacités de développement et de reproduction. Il est possible que les perturbateurs endocriniens soient également un facteur de régression de l'espèce, comme c'est démontré pour d'autres mollusques.

 

La création de lacs de retenue (absence de courant), de microcentrales électriques (changement des débits), les pratiques agricoles (eutrophisation des cours d'eau, pollution par les pesticides, augmentation de l'érosion des sols et par suite de la turbidité), ainsi que l'introduction de truites arc-en-ciel (impropres au développement du glochidium) ont entraîné la quasi-disparition de cette espèce sur pratiquement toute son aire de répartition.

 

D'où le statut particulier de cette espèce, qui relève de l'annexe III de la Convention de Berne et sa cotation UICN : menacée d'extinction.

 

Protection

 

Suite au Grenelle de l'Environnement, la France a prévu un plan de restauration national, à décliner régionalement. La Directive cadre sur l'eau devrait contribuer à la restauration de la bonne qualité écologique des cours d'eau et des bassins versants, mais un certain nombre de paramètres critiques dont la turbidité restent préoccupants, voire montrent une dégradation. Le réchauffement climatique en mettant en été à sec les parties amont de cours d'eau est également un facteur de risque supplémentaire puisque Margaritifera margaritifera dépend de la présence de jeunes salmonidés, Saumon ou Truite fario.

 

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Répartition de la Moule perlière en France
(document Gilbert Cochet)

 

C'est une espèce menacée de disparition en Europe de l'Ouest en 2008. En France, la moule perlière est encore présente dans une centaine de rivières en France suite au recensement réalisé par Gilbert Cochet dans les années 1990.


La production de perles de culture en Chine

 

En Chine, l'élevage de moules d'eau douce en vue de la production de perles de culture peut se pratiquer en lac naturel, en réservoir ou en étang.

 

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Aquaculture de moules perlières au centre piscicole du District de Qingpu (Shanghai)

(Cliché F.A.O.)

 

Trois espèces de moules perlières y sont élevées en étang: Hyriopsis cumingi (la meilleure), Cristaria plicata et Anodonta woodiana. Pour provoquer la formation de perles, on implante manuellement, entre le manteau et la coquille de chaque moule perlière, plusieurs dizaines de petits morceaux du manteau de moules sacrifiées. L'on utilise ainsi en moyenne quatre manteaux par moule perlière et un ouvrier spécialisé peut préparer environ 30 moules perlières par jour.

 

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Moules perlières chinoises
(Clichés André Guyard)

 

Ces moules sont ensuite placées en étang, suspendues individuellement à un fil vertical. La densité de stockage est de 150-225 individus par 100 m2 de plan d'eau. Après deux étés (température de l'eau 20-25°C), l'on récolte jusqu'à 40-50 perles de culture par moule, en fonction du nombre de noyaux implantés.

 

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Moule perlière après grossissement en bassin
(Cliché André Guyard)

 

La qualité des perles ainsi produites est très variable. Même si, étant principalement destinées en Chine à l'usage médicinal, leur forme et leur qualité n'ont pas la même importance qu'au Japon, leur prix peut varier du simple au triple selon qu'elles se classent en quatrième (700 yuans/kg) ou en première (2 000 yuans/kg) catégorie.

 

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Perles de culture chinoises
(Clichés André Guyard)

 

En moyenne, 100 moules perlières produisent 0,5 kg de perles de culture, soit un rendement de 0,75-1,125 kg par 100 m2 d'étang. Le revenu de cette activité aquacole peut donc être intéressant si la qualité des perles produites est bonne, particulièrement lorsque cet élevage se fait en lac naturel et en réservoir où il permet d'intensifier l'exploitation du milieu aquatique sans grand investissement. C'est, par exemple, le cas à la Commune populaire "Libération" (District de Qingpu, Shanghai), qui exploite ainsi le Dianshan Hu et produit annuellement 500 kg de perles.

 

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Un grand merci à Gilbert Cochet, éminent spécialiste de la Moule perlière pour ses envois de clichés photographiques et les corrections apportées à cet article.

 

Sources :

 

Cochet G. (2004)  La moule perlière et les nayades de France Catiche Productions Ed. 32 p.

Chauveau L. : Les moules perlières jouent les sentinelles (Sciences et Avenir, juin 2009).

Perles de culture en Chine : http://www.fao.org/docrep/005/AD016F/AD016F15.htm

 

 

18/11/2009

L'Escargot (1) : Morphologie externe

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