2. Amphibiens Gymnophiones

Publié le 27 juin 2016 Mis à jour le 27 juin 2016

Les Amphibiens Gymnophiones (ou encore Céciliens et anciennement Apodes) sont des animaux serpentiformes dépourvus de membres et de ceintures. Ils sont réputés aveugles, leurs yeux étant recouverts par la peau du crâne et ils ont développé des organes sensoriels particuliers, les tentacules directement reliés aux organes voméronasaux. Leur anatomie, étroitement liée aux conditions de vie fouisseuses en fait de bons modèles pour l'étude d'adaptations à un milieu particulier, à la forte pression de sélection.



Le modèle étudié au laboratoire depuis de nombreuses années est Typhlonectes compressicauda, espèce endémique d'Amérique du Sud. L'étude de ces animaux a pu être effectuée grâce à la Fondation Singer-Polignac qui a encouragé les missions et envois d'animaux. La population qui fait l'objet des travaux provient des marais de Kaw, en Guyane française. Elle est soumise à un climat de type tropical humide avec une saison des pluies allant de janvier à juin et une saison relativement sèche allant de juillet à décembre. Chez cette espèce, le cycle sexuel des mâles est de type discontinu avec spermatogenèse et reproduction pendant la saison des pluies et stockage des cellules germinales et repos sexuel pendant la saison sèche. Les femelles sont vivipares avec un cycle biennal de reproduction caractérisé par une première année consacrée à la gestation (février à septembre-octobre) et une deuxième année d'inactivité sexuelle. Des adaptations endocrines, étroitement liées aux alternances saisonnières régulent ce cycle et maintiennent la gestation. Pendant la gestation, les oviductes sont transformés en utérus subissant de nombreuses modifications histophysiologiques en fonction du stade de développement des embryons et des larves intra-utérines.

Le développement de l'espèce a été décrit et la table du développement publiée en 1990 par Sammouri, Renous, Exbrayat et Lescure, dans le cadre d'une collaboration entre le laboratoire et le Muséum National d'Histoire Naturelle de Paris (voir partie consacrée aux études embryologiques du laboratoire).

Une étude de la biologie de la reproduction d'une espèce africaine, Boulengerula taitanus, est menée depuis quelques années afin d'examiner les variations morphologiques du tractus génital femelle au cours du cycle de reproduction, en lien avec les facteurs externes. Le cycle des femelles est étroitement lié à la température qui peut représenter le facteur déclenchant de la reproduction. Ce travail mené dans le cadre d'une collaboration avec le Dr John Measey (South African National Biodiversity Institute, University of the Western Cape, and National Museums of Kenya) a donné lieu à un Diplôme de l'EPHE.

Ce travail s'est poursuivi par l'étude des variations saisonnières et de la régulation hormonale des voies génitales femelles chez un amphibien ovipare, Boulengerula taitanus et un amphibien vivipare, Typhlonectes compressicauda. Il s'agit d'une étude comparative des modalités de la plasticité cellulaire et de sa régulation hormonale au cours des cycles de reproduction chez des espèces ovipares et vivipares qui fait l'objet d'une thèse de doctorat.

Le choix des modèles animaux a été motivé par plusieurs raisons :

 

  • Les deux espèces appartiennent à l'Ordre des Amphibiens Gymnophiones (Céciliens) dont l'étude constitue depuis de nombreuses années l'un des axes majeurs de recherche du laboratoire. Ce groupe d'amphibiens reste malgré tout encore peu connu même si, comme la plupart des amphibiens, ils sont fragiles et considérés comme des espèces à protéger. Dans un article de synthèse, Wake (2006) écrit : I hope that we are not engaging in examination of the biology and evolution of caecilian too late - it will be a tragedy to simply document their decline, as we try to understand their essence.
  • Chacune des deux espèces a fait l'objet de travaux qui ont permis de décrire les cycles de reproduction avec une étude précise des oviductes en lien avec le mode de parité. Typhlonectes compressicauda est étudié de manière approfondie au laboratoire depuis de nombreuses années (voir synthèse in Exbrayat et Estabel, 2006), la biologie de la reproduction des femelles de Boulengerula taitanus a été décrite par les travaux de Michel Raquet (2008) et celle des mâles par John Measey et al (2008). Le laboratoire possède des échantillons d'animaux bien répertoriés, correctement fixés, préservés en grand nombre, ainsi que des collections de coupes histologiques confectionnées et prêtes à l'utilisation. Les produits, notamment les anticorps ont été déjà testés sur les divers modèles animaux dont le laboratoire a une longue expérience
  • L'une des espèces est ovipare, l'autre vivipare, ce qui permet des études comparatives.

 

Les résultats obtenus concernent les aspects endocriniens liés à l'ovaire et à l'oviducte des deux espèces.

 
Pour l'ovaire, un examen approfondi des follicules ovariens sur coupes histologiques a permis de mettre en évidence les différentes hormones stéroïdes à l'aide d'anticorps. La mise en évidence de l'aromatase, enzyme impliquée dans la synthèse des hormones stéroïdiennes a également effectuée par immunocytochimie. La mise en évidence des récepteurs des diverses hormones hypophysaires (LHR, FSHR, PRLR) et leurs variations au cours du cycle a permis de montrer l'activité de ces dernières. Outre les aspects hormonaux, l'importance de l'apoptose dans le développement du follicule ovarien a été appréciée par l'utilisation de diverses méthodes ; de même, des proliférations ont été mises en évidence par des marqueurs spécifiques tels que Ki67. La recherche des apoptoses et des proliférations par différents marqueurs dans les oviductes complète ce qui est connu. Différents récepteurs d'hormones susceptibles d'intervenir sur le cycle des voies génitales femelles ont également été recherchés à l'aide d'anticorps disponibles : récepteurs des hormones hypophysaires (FSHR, LHR et PRLR), récepteurs des hormones stéroïdes telles que les œstrogènes et la progestérone, mise en évidence des hormones intégrées dans les cellules du tractus, avec précision de la localisation cytoplasmique ou nucléaire.

 

Une autre espèce (Boulengerula boulengeri) dont la biologie de la reproduction était encore mal connue, vient compléter le matériel mis à disposition. Le premier travail a consisté à mettre en évidence les variations cycliques des appareils génitaux femelles (ovaires et oviductes) au cours des phases de reproduction. La suite du travail s'intéresse actuellement aux aspects endocriniens liés à l'ovaire et à l'oviducte par la détection des hormones sexuelles et de leurs récepteurs au cours du cycle sexuel, avec précision de leur localisation cytoplasmique ou nucléaire.

 

Quelques publications :

 

  • EXBRAYAT, J-M., ESTABEL, J. 2006. Anatomy with particular reference to the reproductive system. In EXBRAYAT J;-M. (ed) Reproductive Biology and Phylogeny of Gymnophiona. Science Publishers Inc. 79-155.
  • MEASEY, G.J., SMITA, M., BEYO, R.S., OOMMEN, O.V., 2008. Year-round spermatogenic activity in an oviparous subterranean Caecilian, Boulengurula taitanus Loveridge 1935 (Amphibia Gymnophiona Caeciliidae). Tropical Zoology, 21: 109-122.
  • RAQUET, M., 2008. Modalités de la reproduction chez les femelles de Boulengerula taitanus, Amphibien Gymnophione. Diplôme de l'E.P.H.E.,129 p. Lyon,
  • RAQUET, M. 2014. Variations saisonnières et régulation hormonale des voies génitales femelles chez un amphibien ovipare et un amphibien vivipare. Thèse Doct. EPHE, Lyon.
  • RAQUET, M., MEASEY, J., EXBRAYAT, J.-M., 2011. Premières observations histologiques de l'oviducte de Boulengerula taitanus, Loveridge, 1935, Amphibien Gymnophione. Rev. Fr. Histotech., 24 (1) :29-38.
  • SAMMOURI, R., RENOUS, S., EXBRAYAT, J.-M., LESCURE, J. 1990. Développement embryonnaire de Typhlonectes compressicaudus (Amphibia Gymnophiona). Ann. Sci. nat., Zool., Paris, 13ème sér., 11 : 135 - 163.
  • SERCLERAT, H., MEASEY, J., EXBRAYAT, J.-M., CHEVALIER, C., 2011.Etude histologique des ovaires d'un Amphibien Gymnophione  Boulengerula boulengeri pendant la période de reproduction. Rev. Fr. Histotech., 24 (1) :39-45.