développement (biologie) 1 PRÉSENTATION développement (biologie), transformation progressive qui conduit les êtres vivants d'une cellule unique, l'oeuf, à un organisme complet.

« 3 DÉVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE DES ANIMAUX Plusieurs phénomènes président au développement : la division des cellules, leur différenciation, qui est un processus central, mais également les migrations de cescellules, qui vont s’agencer en tissus précis.

Ensuite vient la croissance.

Contrairement aux idées reçues, celle-ci n’est pas forcément un élément indispensable audéveloppement embryonnaire des animaux.

Dans un premier temps, le développement conduit à l’achèvement de la formation des organes (organogenèse).

Dans undeuxième temps, la croissance amène ces organes à leur taille adulte.

En outre, les embryons de la plupart des espèces animales se développent dans des œufs autonomes,qui ne disposent pas de ressources alimentaires externes.

La croissance ne peut donc survenir qu’à partir du moment où la larve est à même de se nourrir. 3.1 Segmentation de l'œuf Le développement de l’animal commence par une série de divisions successives de l’œuf, la segmentation.

L’œuf forme rapidement un agglomérat de cellules appelémorula.

Cette phase est suivie de la gastrulation au cours de laquelle les cellules migrent pour former une sphère creuse, la blastula.

Celle-ci va ensuite s’invaginer pourdonner la gastrula, sphère creuse formée de trois feuillets : à l’extérieur, l’ectoderme ; à l’intérieur, l’endoderme ; entre les deux, le mésoderme.

Les différenciationscontinuent : l’ectoderme va donner naissance à des structures comme l’épiderme et le système nerveux ; l’endoderme, entre autres, au tube digestif et à ses annexes ainsiqu’à l’appareil respiratoire, et le mésoderme, au cœlome, à l’origine de différentes structures comme les muscles ou l’appareil urinaire.

L’aspect général de l’embryondevient identifiable.

Les gènes HOX contrôlant la morphologie sont alors activement exprimés. 3.2 Différenciation régionale et induction La différenciation implique la spécialisation de cellules ou de groupes de cellules, pour former certaines parties de l’organisme.

Celles-ci pourront donner des organes, oudes domaines plus vastes tels que la partie antérieure, médiane ou postérieure.

Les premières étapes de la différenciation sont provoquées par les déterminantscytoplasmiques intégrés dans l’œuf et déposés soit pendant l’ovogenèse, soit au moment de la fécondation. Après l’intervention des déterminants cytoplasmiques, la différenciation cellulaire est activée par l’induction embryonnaire : un groupe de cellules peut contrôler ledéveloppement d’autres groupes, en émettant des signaux chimiques appelés facteurs d’induction.

L’induction contribue à accroître la complexité spatiale de l’embryon endivisant les groupes de cellules en deux ou plusieurs régions, chacune d’entre elles étant caractérisée par une structure ou un type cellulaire différent. De récentes études ont montré que les facteurs inducteurs possèdent pour la plupart des similitudes avec les facteurs de croissance.

Ces substances agissent en stimulantdes récepteurs de la membrane cellulaire, ce qui génère des réactions d’activation ou d’inhibition de certains gènes spécifiques du changement de type cellulaire.

Une suited’interactions peut rapidement conduire à un degré élevé de complexité morphologique. Chez les amphibiens (le plus étudié est le xénope, un crapaud africain), la première induction interactive se produit au stade de la blastula.

Les cellules de l’hémisphèreinférieur (pôle végétatif) émettent des facteurs inducteurs qui transforment la ceinture de cellules entourant l’équateur de la blastula en mésoderme.

Le reste de la sphère(le pôle dit animal), hors de portée de ce signal, donne l’ectoderme. Après la phase de gastrulation, plusieurs inductions ont lieu au cours desquelles le mésoderme se structure (dorsalisation).

La formation de la plaque neurale (quiengendrera le tube nerveux) à partir de l’ectoderme est induite par le mésoderme (c’est la neurulation).

De nombreuses autres interactions inductrices interviennent dans laformation et la maturation des différents organes.

Il est probable que les signaux inducteurs sont similaires chez les mammifères, les oiseaux, les reptiles et les poissons. 3.3 Migrations cellulaires et tissulaires Les migrations cellulaires sont essentielles pour la construction de l’organisme animal.

La première phase de migration cellulaire se produit lors de la formation de lagastrula.

Les détails du processus de gastrulation varient beaucoup selon les espèces, il existe parfois même d’importantes différences entre deux espèces proches.

Onretrouve toutefois un certain nombre de mouvements cellulaires communs : en particulier, l’invagination des cellules de l’extérieur vers l’intérieur, l’étirement des cellulesépithéliales pour recouvrir l’embryon (et remplacer les cellules invaginées), l’association de groupes de cellules qui peuvent maintenant interagir, etc. La suite du développement est due aux interactions mises en place au cours de la gastrulation entre les trois feuillets, ectodermique, endodermique et mésodermique. Les vertébrés subissent ensuite une seconde phase de migration cellulaire, lorsque la partie de l’ectoderme destinée à former le cerveau et la moelle épinière (plaqueneurale) s’enroule et s’enfonce sous l’épiderme.

À l’issue de ce stade de neurulation, l’embryon devient une neurula.

D’autres migrations plus tardives sont égalementimportantes, notamment celle de la crête neurale et des cellules germinales.

La crête neurale provient de la face dorsale du tube neural et migre vers d’autres parties ducorps pour former la boîte crânienne, le système nerveux autonome et les cellules de pigmentation.

Les cellules germinales primordiales quittent leur site de fabricationpour gagner les gonades en cours de développement où elles donneront des spermatozoïdes ou des ovules. 3.4 Formation du système nerveux Les cellules nerveuses, ou neurones, sont constituées d’un corps cellulaire d’où s’échappent de longs prolongements appelés axones, qui relient les neurones entre eux.

Ledéveloppement du système nerveux se distingue de celui des autres organes par l’importance des motifs de connexions entre les cellules.

Les neurones des vertébrésviennent tous de la plaque neurale.

Aux stades précoces du développement, celle-ci se divise sous l’influx de signaux inducteurs pour former les différentes régions ducerveau et de la moelle épinière. Chacun de ces territoires produit des neurones et d’autres cellules associées.

Le nombre de neurones d’une certaine catégorie dépend en partie des tissus vers lesquels sontdirigés leurs axones (les muscles, les organes sensitifs, etc.).

Les tissus cibles sécrètent, en effet, un facteur de croissance particulier, appelé neurotrophine qui, absorbé parles neurones, leur permet de survivre très longtemps. La croissance des axones du système nerveux central dépend partiellement de molécules externes à la cellule : c’est le cas de facteurs diffusibles, capables de diriger lesaxones vers les régions qui les émettent.

Ces mécanismes établissent l’organisation globale des connexions ou synapses, qui sont ensuite affinées en fonction de leuractivité.

Si deux neurones reliés à la même cible émettent des signaux coordonnés, leurs connexions sont renforcées.

Au contraire, si ces signaux sont déphasés, lessynapses sont affaiblies.

Ce phénomène permet d’améliorer les interconnexions entre des cellules dont l’organisation spatiale est très importante, comme les cellules reliantla rétine aux centres optiques du cerveau.

Longtemps après la naissance, la règle du « renforcement » continue à influencer les connexions, pour adapter le corps à l’activitéet aux perceptions de l’animal. 3.5 Croissance Très tôt au cours de l’embryogenèse, le corps de l’animal est formé en miniature.

Lorsque ce dernier grandit, il ne subit pas pour autant de profonds changementsmorphologiques. 3.5. 1 Facteurs de croissance. »