Les premiers stades de la formation de I’ébauche de nageoire pelvienne de Truite (Salmo fario et Salmo gairdneri) : III—Capacités de régulation

Les travaux consacrés à l’étude expérimentale de la morphogenèse des nageoires paires sont rares. Braus (1906) a montré que l’ablation partielle du bourgeon de nageoire pectorale de Sélaciens entraînait des déficiences squelettiques et musculaires dans la zone opérée; mais de nombreuses imprécisions limitent la portée de ce premier travail. Schintone (1962) puis François & Schintone (1963) ont mis en évidence l’existence de capacités de régulation dans le bourgeon de nageoire pelvienne d’un Téléosteen, Salmo gairdneri. De leur côté, dans le bourgeon de nageoire pectorale de Salmo trutta fario, Sengel & Bouvet (1968) puis Bouvet (1970) ont montré, aux stades étudiés, qu’il n’y avait pas de régulation des parties distales.

Dans ce présent travail, nous avons réexaminé les capacité de régulation du bourgeon de nageoire pelvienne mais chez deux espèces de truites, Salmoirutta fario et Salmo gairdneri, et nous nous sommes interrogé sur la relation qui pouvait exister entre les capacités de régulation et la localisation tissulaire d’enzymes à fonction déphosphorylante que nous avions étudiée par ailleurs (Géraudie, 1974).

Les interventions microchirurgicales ont été entreprises sur des lots d’embryons et d’alevins de Salmo trutta fario L. (1766) et de Salmo gairdneri Rich. (1836). Les embryons et les alevins sont prélevés du stade I au stade VI (Geraudie & François, 1973) correspondant aux stades 26 à 32 de la table chronologique du développement établie par Vernier (1969).

Les embryons ou les alevins sont anesthésiés par immersion dans un bain de MS 222 à 1/1000. Pour l’opération pratiquée à l’aide de pince-ciseaux de Pascheff-Wolff, l’animal est couché sur le côté gauche.

–Ablations unilatérales. Elles ne sont possibles qu’à partir du stade IV. Pour chacun des stades étudiés, les ablations sont faites à deux niveaux (Fig. 1).

(1) Niveau A. Ablation totale, profonde. Le bord ventral des somites et leur calotte indifférenciée en particulier sont supprimés ainsi que la somatopleure.

(2) Niveau B. Ablation partielle. Le bord ventral des somites et la somatopleure ne sont pas lésés. Seule la moitié distale du bourgeon pelvien est supprimée.

–Ablations bilatérales. Elles sont possibles dès le stade 1 (Fig. 2). Jusqu’au stade III seulement l’ablation des deux ébauches élimine localement l’intestin et la veine sous-intestinale. Le niveau de l’ablation bilatérale n’entame pas le bord ventral des somites et c’est la raison majeure pour laquelle nous avons décidé de pratiquer ce type d’ablation.

L’embryon opéré est remis en eau courante dès son réveil. Les animaux opérés sont élevés dans des boîtes en matière plastique dont les parois sont perforées pour permettre un rapide renouvellement de l’eau courante maintenue à une température de 12 ± 1 °C. Avant la résorption complète de la vésicule vitelline, un aliment en poudre est fourni aux alevins une à deux fois par jour. Les observations ont commencé une semaine après l’opération et se sont poursuivies chaque semaine pendant un mois ou davantage si l’état des animaux le permettait.

(b) Techniques histologiques

Un ou deux animaux témoins de l’opération sont fixés dans du liquide de Bouin ou de Carnoy, débités en coupes sériées de 5 μm d’épaisseur, colorés soit par l’Azan, soit par l’hémalun associé au picro-indigo-carmin ou à la picro-fuschine de Van Gieson.

Le squelette d’animaux opérés et élevés pendant 5 à 6 semaines est coloré in loto. Le cartilage de l’endosquel ette est observé après coloration par le

Bleu de méthylène selon Lundwall (1904, 1905). La substance osseuse minéralisée des lépidotriches et de l’endosquelette est colorée par l’alizarine selon la méthode de Tâning (1944).

Nous avons adopté la terminologie de Goodrich (1930) de préférence à celle de Sewertzoff (1934) reprise par Devillers (1954) et Bouvet (1968) pour décrire le squelette de la nageoire pelvienne d’un Téléostéen. Chez Salmo, le squelette d’abord cartilagineux comporte, pour chaque nageoire pelvienne: une demi-ceinture libre dans la paroi ventrale du corps qui donnera après ossification l’os pelvien décrit par Goodrich, et trois radiaux, R1, R2 et R3 dont l’un plus développé (R3) est le radial postérieur. Ils sont le support de la partie proximale double des lépidotriches.

Nous considérons qu’une régulation se produit après l’ablation unilatérale lorsque se développe un appendice comportant des lépidotriches, éléments spécifiques d’une nageoire (Fig. 3). Nous ne tiendrons pas compte de leur nombre ainsi que de la taille, de la forme ou de l’orientation de la nouvelle nageoire par rapport à la nageoire contro-latérale qui servira de nageoire témoin.

Nous considérons qu’il y a régulation après l’ablation bilatérale lorsqu’une ou deux nageoires se développent. L’inégalité de taille ou la coalescence des deux palettes natatoires sont souvent observées.

Les résultats des interventions sont consignés dans les tableaux suivants.

(I) Tableaux des résultats des ablations totales et partielles

(a) Ablations au stade IV: Tableau 1.

(b) Ablations au stade V : Tableau 2.

(c) Ablations au stade VI: Tableau 3. ^(II)

(a) Ablation totale. Chez les deux espèces, lorsque l’ablation totale n’est pas suivie de restauration, il n’existe pratiquement jamais de pièces endo-squelettiques. Dans quelques cas, des nodules cartilagineux isolés représentent probablement des fragments de demi-ceinture.

Chez S. gairdneri plus souvent que chez S. trutta fario, lorsqu’une nouvelle nageoire se met en place, elle comporte toujours une demi-ceinture de taille réduite et le radial postérieur R3. R1 et R2 sont, soit absents, soit coalescents. Dans ces cas, la régulation de l’endosquelette serait partielle.

(b) Ablation partielle. Aux stades IV et V, la nageoire qui se développe à partir du moignon présente un endosquelette cartilagineux identique à celui de la nageoire contro-latérale. La régulation de l’endosquelette est totale.

Au stade VI, R1 ou R2 manquent. La régulation de l’endosquelette serait partielle. Mais il se peut que ces radiaux ne soient pas encore différenciés au moment du sacrifice des alevins ou bien encore qu’ils ne soient pas décelables in toto.

Après l’ablation totale ou partielle de l’ébauche pelvienne, le nombre de lépidotriches des nageoires reconstituées est toujours plus faible (5 à 7) que le nombre de lépidotriches de la nageoire contro-latérale (9 à 10). La disposition de ces derniers est régulière dans la nouvelle nageoire. Dans tous les cas, la régulation n’est pas totale pour le squelette dermique.

(I) Tableau des résultats: voir le Tableau 4.

(11) Etude du squelette des nageoires.

Lorsque deux nageoires se développent (Fig. 4 A), on observe toujours deux demi-ceintures de morphologie et de taille variables et un nombre réduit de radiaux irrégulièrement disposés. R3 est presque toujours présent. Nous avons observé un cas unique où deux nageoires s’étaient développées, soutenues par une seule demi-ceinture et des radiaux.

Lorsqu’une seule nageoire se développe (Fig. 4B), elle comporte toujours une demi-ceinture, aussi modifiée soit-elle et le radial postérieur. Nous avons observé un seul cas de nageoire unique comportant deux demi-ceintures et deux paires de radiaux.

Lorsqu’il n’y a pas de nageoire (Fig.4C), il n’y a jamais d’endosquelette.

Après l’ablation bilatérale des ébauches pelviennes, le nombre de lépidotriches dans les nageoires nouvellement formées est très variable. Nous en avons dénombré entre 6 et 12 alors qu’une nageoire témoin en présente 9 ou 10.

L’opération supprime les deux sources de mésoderme qui participent à la formation du bourgeon pelvien, et en l’absence de ces matériaux, il ne se produit aucune régulation. Les faibles pourcentages de développement que l’on observe sont probablement dus à une variation du niveau de l’opération. L’étude histologique de témoins montre que parfois le niveau de l’incision n’est pas rigoureusement identique. Le bord ventral du somite peut être partiellement épargné ainsi qu’une très étroite bande de mésoderme somatopleural. Ces reliquats pourraient être à l’origine des cas de régulation que nous observons. En outre, et ceci est une remarque générale, des variations même minimes du niveau de l’incision sont amplifiées par les nécroses qui affectent irrégulièrement les cellules situées sur le bord libre du tissu dénudé.

Après l’ablation totale de l’ébauche, c’est chez S. gairdneri, plus souvent que chez S. trutta fario que se constitue une nageoire. Cette observation peut avoir deux explications: soit elle traduit la différence de métabolisme que nous avons mis en évidence auparavant (Geraudie, 1974), soit elle est le résultat d’ablations faites à des niveaux légèrement différents. Nous ne pouvons choisir pour le moment.

Elle est toujours suivie par une différenciation et une croissance. Nous n’avons jamais observé un arrêt du développement du moignon.

Aux stades IV et V, l’ablation partielle épargne les somites et leur calotte indifférenciée ventrale ainsi que la somatopleure. La régulation est possible et la nageoire présente seulement un retard dans son développement (Fig. 3 A). Au stade VI, le procartilage de la demi-ceinture et une partie de la musculature associée sont partiellement détruits; la régulation encore possible est incomplète; Ri et R2 manquent le plus souvent.

La demi-ceinture se développe toujours avec la nageoire. Le fait que nous n’ayons jamais observé le développement de radiaux sans celui de la demi-ceinture permet de penser que l’endosquelette de la nageoire se met en place selon une séquence classique de type proximo-distal. Le développement du squelette dermique est lié à celui de l’endosquelette puisque jamais nous n’avons observé le développement de lépidotriches sans celui de l’endosquelette. Des lépidotriches se développent néanmoins sans que nous ayons pu mettre en évidence in toto la présence de radiaux. Ces derniers peuvent être présents mais non colorables aux stades étudiés.

La différence entre nos résultats et ceux de Sengel & Bouvet (1968) et Bouvet (1970) tient au fait que nous opérons à des stades où il n’y a pas encore de différenciation dans le massif mésodermique. Les premiers stades étudiés par ces auteurs montrent que la nageoire pectorale a déjà un squelette cartilagineux et bien que cela ne soit pas précisé quelques lépidotriches. Nos résultats peuvent être comparés seulement à partir du stade VI stade auquel apparaît le procartilage dans le bourgeon pelvien. A ce stade, à l’inverse de Bouvet, nous montrons que le bourgeon de nageoire paire est capable de poursuivre son développement même s’il est privé de son extrémité distale. De plus, nous nous adressons à des bourgeons de nageoires pelviennes et il n’est pas établi que le développement des deux nageoires paires soit strictement identique.

Les résultats d’ablations partielles pratiquées sur l’ébauche de la nageoire dorsale impaire de la Truite (François, 1958) vont dans le même sens que nos observations. Le bourgeon de nageoire dorsale est capable de régulation à condition que les sources de mésoderme encore indifférencié ne soient pas détruites. Le mésoderme de la nageoire pelvienne, comme celui de la nageoire dorsale est indispensable à l’évolution ultérieure de l’ébauche.

Jusqu’au stade IV au moins, chez les deux espèces, le Tableau 4 montre que l’ablation bilatérale est suivie de régulation. On a vu que le bord ventral du somite était épargné. La somatopleure est complètement supprimée localement, chez la majeure partie des animaux opérés. L’apparition des nouvelles ébauches suggère que lorsque la calotte indifférenciée du somite n’est pas lésée, elle est encore capable de proliférer et de participier à la formation d’un nouveau bourgeon malgré la destruction de la somatopleure. Après sa restauration, la participation du feuillet somatopleural est probable et sera envisagée ultérieurement. Le fait que l’une des deux ébauches seulement se forme tient probablement à la dissymétrie de l’ablation ainsi que l’examen des animaux témoins de l’opération permet de le penser.

A partir du stade V, si l’on admet que la quantité de mésoderme éliminé est équivalente chez les deux espèces, on remarque encore que les capacités de régulation sont plus élevés chez S. gairdneri que chez, S. trutta fario. L’examen histologique des animaux témoins de l’opération ne permet pas d’affirmer que nous avons laissé en place davantage de mésoderme chez S. gairdneri où les pourcentages de régulation sont plus élevés que chez S. trutta fario.

Des données histoenzymologiques ont montré que la répartition de quelques phosphohydrolases dans le bourgeon pelvien n’était pas strictement identique chez les deux espèces. La couche profonde de l’épiderme et la pseudo-cape apicale en particulier de S. trutta fario est dépourvue des activités phosphohydrolytiques que l’on met en évidence au contraire chez S. gairdneri. Chez les deux espèces, l’ablation de la pseudo-cape apicale entraîne seulement un retard de croissance du bourgeon. De même, après l’ablation partielle du bourgeon, les processus de régulation ne diffèrent pas fondamentalement chez les deux espèces. 11 n’apparaît donc pas de relation évidente entre les capacités de régulation et l’existence d’un équipement enzymatique épidermique particulier.

Les résultats obtenus sur les bourgeons de nageoires de Salmo rappellent ceux d’Amprino et Camosso (1955) sur les bourgeons de patte ou d’aile d’embryon de Poulet: la régulation se produit à partir du moignon que l’on obtient après l’ablation de la crête épidermique et d’une partie plus ou moins considérable du mésoderme sous-jacent, entre les stades 18 et 20 de la table chronologique du développement de Hamburger & Hamilton (1951). Il apparaît alors que les troubles de la morphogenèse qui suivent l’ablation du seul épaississement ectodermique distal sont plus graves que ceux qui apparaissent après la suppression d’une portion ecto-mésodermique. Chez la Truite, nous ne sommes pas encore en mesure d’apprécier les différences.

Les ablations de portions variables d’ébauches de nageoires pelviennes montrent les capacités de régulation de ce bourgeon. La présence du mésoderme est un facteur déterminant dans la mise en place d’une nouvelle ébauche. L’épiderme et la pseudo-cape apicale ne semblent pas indispensables, au moins dans un premier temps. Lorsqu’une nageoire se développe après n’importe quel type d’opération, elle comporte toujours un endosquelette éventuellement modifié ainsi qu’un squelette dermique. Nous avons noté des pourcentages plus élevés de régulation chez S. gairdneri que chez S. trutta fario\ des données histoenzymologiques acquises antérieurement ont montré que le métabolisme des bourgeons de nageoires pelviennes n’était pas strictement identique chez ces deux espèces. 11 ne paraît cependant pas possible d’établir actuellement une relation directe entre ces deux observations.

Chez S. trutta fario et S. gairdneri, les ablations microchirurgicales de bourgeon de nageoire pelvienne ont montré les remarquables capacités de régulation de cette ébauche. Aux stades étudiés l’ablation unilatérale totale n’est pas suivie de régulation. Par contre, aux mêmes stades, l’ablation partielle est suivie de régulation. Les ablations bilatérales, réalisables à des stades plus précoces que les ablations unilatérales et effectuées à un niveau légèrement different sont suivies de régulation. Ces résultats sont discutés; il semble que le mésoderme soit un facteur déterminant dans la mise en place de la nouvelle ébauche. L’épiderme ne semble pas indispensable, du moins dans un premier temps.

Nous avons noté des pourcentages de régulation plus élevés chez S. gairdneri que chez S. trutta fario. Ces résultats sont analysés en fonction de données histoenzymologiques acquises par ailleurs.