jambe arthropode - Arthropod leg


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La jambe de arthropode est une forme de jointé appendice d' arthropodes , habituellement utilisé pour la marche . La plupart des termes utilisés pour les segments de jambe de arthropode (appelés les podomères ) sont de latin origine, et peuvent être confondus avec des termes pour les os: coxa ( ce qui signifie la hanche , pluriel coxas ), trochanter (comparer trochanter ), fémur (pluriel fémurs ), tibia ( pluriel tibias ), tarse (pluriel tarses ), ischion (pluriel ischions ), métatarses , carpus , dactyle ( ce qui signifie doigt ), rotulien (pluriel rotulienne ).

Homologies de segments de jambe entre les groupes sont difficiles à prouver et sont la source de beaucoup d' argument. Certains auteurs poser jusqu'à onze segments par jambe pour le plus récent ancêtre commun des existants arthropodes mais arthropodes modernes ont huit ou moins. Il a fait valoir que la jambe ancestrale n'a pas été si complexe, et que d' autres événements, tels que la perte successive de la fonction d'un Hox -Gene , pourrait entraîner des parallèles gains de segments de jambe.

Biramous et uniramés

Diagramme de jambe biramous d'un trilobite ; Agnostus spp.

Les appendices des arthropodes peuvent être soit biramous ou uniramés . Un membre uniramés comporte une seule série de segments joints bout-à-bout. Un membre biramous, cependant, se ramifie en deux, et chaque branche se compose d'une série de segments joints bout-à-bout.

La branche externe (ramus) des appendices de crustacés est connu sous le exopodite ou exopodite , tandis que la branche interne est connu sous le nom endopodite ou endopodite . D' autres structures de côté de ces deux derniers sont appelés exites (structures extérieures) et endites (structures internes). Exopodites peuvent être facilement distingués des exites par la possession de la musculature interne. Les exopodites peuvent parfois être dans certains groupes manquent crustacé ( les amphipodes et isopodes ), et ils sont complètement absents chez les insectes.

Les pattes d'insectes et myriapodes sont uniramés. Dans les crustacés, les premières antennes sont uniramés, mais la seconde antennes sont biramous, tout comme les jambes dans la plupart des espèces.

Pendant un certain temps, la possession des membres uniramés était considéré comme une responsabilité partagée, caractère dérivé , donc arthropodes uniramés ont été regroupées en un taxon appelé Uniramia . On croit maintenant que plusieurs groupes d'arthropodes ont évolué indépendamment membres uniramés des ancêtres avec des membres biramés, de sorte que ce taxon n'est plus utilisé.

phanères crustacé
Micrographie de Housefly jambe

Chelicerata

Arachnide jambes diffèrent de celles des insectes par l'ajout de deux segments de part et d' autre du tibia, de la rotule entre le fémur et le tibia, et le métatarse (parfois appelé tarsomère) entre le tibia et le tarse (parfois appelé telotarsus), ce qui rend un total de sept segments.

La situation est identique dans les scorpions , mais avec l'ajout d'un pré-tarse au - delà du tarse. Les griffes du scorpion ne sont pas vraiment les jambes, mais sont pedipalps , un autre type de appendice qui se trouve aussi dans les araignées et est spécialisé pour la prédation et l' accouplement.

En limule , il n'y a pas métatarses ou pretarsi, laissant six segments par jambe.

Schéma d'une patte d'araignée et pedipalp - le pedipalp a une moins le segment

crustacés

Les jambes de crustacés sont divisés en sept segments primitively, qui ne suivent pas le système de nommage utilisé dans les autres groupes. Ils sont: coxa, base, ischion, merus, carpus, propodus et dactyle. Dans certains groupes, certains des segments de membres peuvent être fusionnés ensemble. La griffe d'un homard ou le crabe est formé par l'articulation de la dactylus contre une excroissance de la propodus. Membres crustacé diffèrent également d'être biramous, alors que tous les autres arthropodes existants ont des membres uniramés.

La jambe d'un homard squat , montrant les segments; l'ischion et merus sont fusionnés dans de nombreux décapodes .

myriapodes

Jambes de sept segmentée de scutigère véloce .

Myriapodes ( mille - pattes , mille - pattes et leurs parents) ont des jambes de marche de sept segmentés, comprenant coxa, trochanter, prefemur, fémur, tibia, Tarse, et une griffe tarse. Jambes myriapodes montrent une variété de modifications dans les différents groupes. Dans tous les scolopendres, la première paire de pattes est modifiée en une paire de crocs venimeuses appelés forcipules. Dans la plupart des mille - pattes, une ou deux paires de pattes locomotrices chez les mâles adultes sont modifiés dans les structures de transfert de sperme appelés gonopodes . Dans certains myriapodes, la première paire de jambes chez les hommes peut être réduite à de minuscules crochets ou des talons, alors que dans d' autres la première paire peut être agrandie.

Insectes

Les insectes et leurs parents sont hexapodes, ayant six pieds, reliés au thorax , chacun avec cinq composantes. Pour du corps , ils sont les coxa, trochanter, fémur, tibia et tarse. Chacun d' eux est un segment unique, à l' exception du tarse qui peut être de trois à sept segments, chacun étant désigné comme un tarsomere .

morphologie fondamentale des jambes d'insectes

Schéma d'un insecte jambe typique

Une jambe d'insectes représentant, telle que celle d'une mouche ou cafard, comprend les éléments suivants, dans l' ordre de la plus proximale à la plus distale :

  • coxa
  • trochanter
  • fémur
  • tibia
  • tarse
  • pretarsus.

Associé à la jambe elle - même il y a plusieurs sclérites autour de sa base. Leurs fonctions sont articulaires et ont à voir avec la façon dont la jambe attache à la principale exosquelette de l'insecte. Ces sclérites diffèrent considérablement entre les insectes non apparentés.

coxa

Zabalius aridus montrantanatomie complète dejambe, y compris plantulae sous chaque tarsomere

Hanches est le segment proximal et la base fonctionnelle de la jambe. Il articule avec la pleuron et sclerites associés de son segment thoracique, et dans certaines espèces , il articule avec le bord de la sternite aussi. Les homologies des différentes sclerites de base sont ouverts au débat. Certaines autorités suggèrent qu'elles dérivent d'un subcoxa ancestral. Chez de nombreuses espèces le coxa a deux lobes où il articule avec la pleuron. Le lobe postérieur est le Meron qui est habituellement la plus grande partie de la coxa. Un Meron est bien développé dans Periplaneta, isoptères, Neuroptera et lépidoptères.

trochanter

Le trochanter articule avec la coxa mais est habituellement fixé de façon rigide au fémur. Dans certains insectes son apparence peut être source de confusion; par exemple, il a deux sous-segments dans le Odonata. Dans hyménoptères parasites la base du fémur a l'apparence d'une seconde trochanter.

Fémur

Acanthacris ruficornis , jambes saltatorial, fémurs avec muscle bipennate attachements, épines sur tibias péniblement efficace dans un couppied défensif

Dans la plupart des insectes du fémur est la plus grande région de la jambe; il est particulièrement remarquable dans de nombreux insectes avec saltatorial jambes parce que le mécanisme bondissant typique est de redresser l'articulation entre le fémur et le tibia et le fémur contient le massif nécessaire bipennate musculature.

Tibia

Le tibia est la quatrième section de la jambe d' insecte typique. En règle générale , le tibia d'un insecte est mince par rapport au fémur, mais il est généralement au moins aussi longtemps et souvent plus. Près de l'extrémité distale il est généralement un éperon tibial, souvent deux ou plus. Dans le Apocrita le tibia de la patte antérieure porte un grand éperon apical qui se place sur un espace semi - circulaire dans le premier segment du tarse. L'écart est bordée de poils en forme de peigne, et l'insecte nettoie ses antennes en les tirant à travers.

Tarse

Le tarse ancestral est un segment unique et dans le Protura existant, Diplura et certaines larves d' insectes tarse est également unique segmentée. La plupart des insectes modernes ont tarses divisés en sous - segments (tarsomères), habituellement environ cinq. Le nombre réel varie en fonction du taxon , qui peuvent être utiles à des fins de diagnostic. Par exemple, le Pterogeniidae ont typiquement 5 à segments antérieurs et à mi-tarses, mais tarse postérieur 4-segmentée, tandis que le Cerylonidae ont quatre tarsomères sur chaque tarse.

Mouche Robber ( Asilidae ), montrant tarsomères et pretarsi avec ungues, pulvilli et empodia.

Le segment distal de la jambe insecte typique est le pretarsus. Dans collemboles, Protura et beaucoup de larves d' insectes, la pretarsus est une seule griffe. Sur la pretarsus la plupart des insectes ont une paire de griffes unguis, pluriel ungues . Entre les ungues une plaque de unguitractor médiane prend en charge la pretarsus. La plaque est fixée à la apodeme du muscle fléchisseur des ungues. Dans le Neoptera les parempodia sont une paire symétrique de structures provenant de l'extérieur (distal) surface de la plaque de unguitractor entre les griffes. Il est présent dans de nombreux Hemiptera et presque tous Heteroptera . Habituellement , les parempodia sont hérissés (sétiformes), mais dans quelques espèces qu'ils sont charnues. Parfois , les parempodia sont de taille réduite de façon à presque disparaître. Au- dessus de la plaque unguitractor la pretarsus se développe vers l' avant dans un lobe médian, le arolium .

Sous leur pretarsi, les membres du diptères ont généralement lobes apparié ou pulvilli, ce qui signifie « petits coussins ». Il y a un seul Pulvillus en dessous de chaque unguis. Le pulvilli ont souvent un arolium entre eux ou autrement une médiane à poils ou empodium , ce qui signifie le lieu de réunion du pulvilli. Sur la face inférieure des tarses il y a souvent des organes Pulvillus semblables ou plantulae . Le arolium, plantulae et pulvilli sont des organes d' adhésif permettant de monter leurs possesseurs des surfaces lisses ou raides. Ils sont tous excroissances de l'exosquelette et leurs cavités contiennent du sang. Leurs structures sont couvertes de poils Tenent tubulaires, dont les sommets sont humidifiées par une sécrétion glandulaire. Les organes sont adaptés pour appliquer les poils étroitement à une surface lisse de sorte que l' adhérence se produit par des forces moléculaires de surface.

Les variations de l'anatomie fonctionnelle de pattes d'insectes

La jambe thoracique typique d'un insecte adulte est adapté pour la course, plutôt que pour creuser, sauter, nager, prédation ou similaires. Les jambes de la plupart des cafards sont de bons exemples. Cependant, il existe de nombreuses adaptations spécialisées, y compris:

  • Les pattes avant du Gryllotalpidae et certains Scarabaeidae sont adaptés pour l' enfouissement dans la terre.
  • Les pattes avant du mantispidae , Mantodea et phymatinae sont adaptés à la saisie et la tenue des proies d'une façon, tandis que ceux du Gyrinidae long et adapté pour saisir la nourriture ou la proie d'une manière assez différente.
Bruche avec fémurs puissants utilisés pour échapper à partir de graines à carapace dure.
  • Les membres antérieurs de certains papillons, comme beaucoup Nymphalidae , sont réduites si fortement que deux paires de jambes de marche fonctionnelles restent.
  • Dans la plupart des orthoptères les pattes postérieures sont saltatorial ; ils ont fortement bipennately musclés fémurs et droit, long tibias adaptés à sauter et dans une certaine mesure à la défense à coups de pied. Altises tels que les membres de la sous - famille Halticinae ont également fémurs postérieurs puissants qui leur permettent de sauter de façon spectaculaire.
  • D' autres scarabées avec fémurs postérieurs spectaculairement musculaires peuvent ne pas être saltatorial du tout, mais très maladroit; par exemple, certaines espèces de Bruchinae utilisent leurs pattes arrière gonflées pour forcer leur sortie des graines décortiquées dur de plantes telles que Erythrina où ils ont grandi à l' âge adulte.
  • Les jambes de l' Odonata , les libellules et damselflies, sont adaptés pour saisir des proies que les insectes se nourrissent en vol ou encore en position assise sur une plante; ils sont presque incapables de les utiliser pour la marche.
  • A peine les insectes aquatiques adultes utilisent autre chose que leurs jambes spécialement adaptés pour la natation, bien que de nombreuses espèces d'insectes immatures nagent par d'autres moyens, tels que par tortillant, ondulante, ou d'expulser l'eau.

Evolution et homologie des jambes arthropodes

L' expression des gènes Hox dans les segments du corps de différents groupes d' arthropodes , comme tracé par la biologie du développement évolutif . Les gènes Hox 7, 8 et 9 correspondent à ces groupes , mais sont décalées (par hétérochronie ) par jusqu'à trois segments. Les segments avec maxillopeds ont des gènes Hox 7. fossiles trilobites probablement eu trois régions du corps, chacune avec une combinaison unique de gènes Hox.

Insectes

Sauf dans les espèces où les jambes ont été perdus ou se vestigiale par l' adaptation de l' évolution, les insectes adultes ont six pattes, une paire fixée à chacun des trois segments du thorax. Ils ont également phanères jumelé à d'autres segments, en particulier, rostre , Antennae et cerques , qui sont tous soupçonnés d'être dérivés de jambes par paires sur chaque segment de quelque ancêtre commun . Certaines larves d' insectes ont cependant pattes locomotrices supplémentaires sur leurs segments abdominaux; ces pattes supplémentaires sont appelées pseudopodes . On les trouve le plus souvent sur les larves de papillons et tenthrèdes. Pseudopodes n'ont pas la même structure que les jambes d' insectes adultes moderne, et il y a eu beaucoup de débat quant à savoir si elles sont homologues avec eux. Les données actuelles indiquent qu'ils sont en effet homologues à un stade très primitif dans leur développement embryologique, mais que leur apparition chez les insectes modernes n'a pas été homologue entre le lépidoptères et Symphytes . Ces concepts sont omniprésentes dans les interprétations actuelles de la phylogénie.

En général , les jambes des larves d' insectes, en particulier dans le Endoptérygotes , varient plus que chez les adultes. Comme mentionné précédemment, certains ont pseudopodes, ainsi que les « vrais » pattes thoraciques. Certains ont pas de jambes visibles de l' extérieur du tout (bien qu'ils aient rudiment internes qui apparaissent comme les jambes adultes à la finale exuviation ). Les exemples incluent les asticots de mouches ou les vers blancs de charançons . En revanche, les larves d'autres Coléoptères , comme le Scarabaeidae et Dytiscidae ont des pattes thoraciques, mais pas pseudopodes. Certains insectes qui présentent hypermetamorphosis commencent leur métamorphose planidia , larves spécialisées, actives, pattes, mais ils terminent leur stade larvaire comme legless asticots, par exemple le acroceridae . Parmi les exopterygota les jambes des larves ont tendance à ressembler à celles des adultes en général, sauf dans les adaptations à leurs modes de vie respectifs. Par exemple, les jambes les plus immatures Ephemeroptera sont adaptés à saborder sous les pierres sous l' eau, etc., tandis que les adultes ont des jambes plus gracile qui sont moins d'un fardeau pendant le vol. Encore une fois, les jeunes de l' Coccoidea sont appelés « robots d' exploration » et ils rampent la recherche d'un bon endroit pour se nourrir, où ils installent et restent pour la vie. Leurs plus tard instars ont pas de jambes fonctionnelles dans la plupart des espèces. Parmi les Apterygota les jambes de spécimens immatures sont en effet plus petites versions des jambes adultes.

Références