Seiche Os Structure

[Dominique.]

Os de seiche - Structure


Il y a 2 mois à Grandcamp-maisy , situé sur la cote normande , il y avait un grand nombre d’ os de seiche qui jonchaient la plage (l’explication donnée serait que tous les individus de 2 ans meurent à la même période, )

Quand on prend un os de seiche la première chose qui frappe est sa légèreté .
Le poids des os de seiche peut varier. Les grandes peuvent faire 100 gr mais la plupart ont des poids moyen s entre 40 - 60 gr.

 

 

La deuxième chose qui frappe est la structure de cet os . -Très friable il semble fait dun empilement de strates de même nature .L ‘ altération des couches superficielles permet de distinguer les couches plus profondes ; toutes ont le même aspect

Une coupe donne l’image suivante
On dénombre 27 couches de couleurs similaires exception faite des deux couches superficielles et de la couche 14

L’examen au grossissement 40

L’image est celle de la coupe d’un mille feuilles.
Des piliers de taille identique ( 548 µm ) reposent sur des plaques de séparation extrêmement fines (25 µm ).
L’extrême fragilité des structures occasionne des dégâts superficiels lors de la coupe.



Pour essayer de comprendre comment étaient reparti ces piliers sur la plaque j’ai fait une coupe après avoir placé des échantillons d’os de seiche dans un bain de paraffine à 36 ° pendant 3 jours

La coupe au microtome perpendiculaire à la direction des piliers , a donné l’image A ( la structure des piliers est restée - lumière polarisée sur une - préparation non déparaffinée) Le schéma évoque un aspect dispersé des structures mais avec un plan d orientation les piliers sont dans des plans parallèles .

L’image B qui est l image du moule des piliers dans la paraffine montre une constitution ondulée des plaques ( la structure des piliers n’ ayant pas résisté au passage de la lame du microtome il reste juste la forme du moule)
En microscopie optique on peut conclure que les piliers sont des plaques de structure ondulée d épaisseurs variables (moyenne14µm) reparties de manière inhomogènes mais orientées selon des lignes plus ou moins parallèles .

Modifié le 27 janvier 2014 par doc27330

[Dominique.]

Sur le Net une  image   3D   obtenue  par  une autre  technique

 (  MEB ) confirme le fait  pressenti  ci-avant  ( ref 1 )

 

 

 

Comment  les piliers sont   ils  fixés sur les plaques ?

 

La plaque    de support  apparaît  divisée  en deux zones très différentes  ( X 400 )

La plaque  de support  est  donc composée de  deux structures

- la couche supérieure semble alvéolée  1

- la couche inférieure  semble   feutrée  2

L’ espace  entre  les  deux parties  3  de la plaque pourrait  correspondre à une   courte  période de repos  dans l’ élaboration  de cette architecture

 

Sur  le bombement   s’édifie  le pilier proprement dit

 

La couche  superficielle   parfois  se bombe  là où le pilier  va  se dresser photo 1 ( ou non photo 2).

 

Sur la surface du  pilier il   est possible de découvrir des   traits de croissance  plus   sombres  (la synthèse  est donc  rythmique) .

                                                 

Un peu de science naturelle .

 

Position   de l 'os  de seiche dans le corps :

La position  de l’ os de seiche   est donc   supérieur – Elle est un élément de  la flottabilité  - Cette structure est  remplie d’Azote   (Ref  3).

 Le  mouvement vertical  dans l’ eau  des seiches  est assuré par la cavité palléale située à la partie inférieure   qui va plus ou  moins  se remplir  d ‘eau  et alourdir ou  alléger  l’ animal .

 

 

Nature  chimique de  l’os de seiche:

 

L’os de seiche est  fait d’aragonite     L’aragonite est une espèce minérale de la famille des carbonates de formule CaCO₃ avec des traces : Sr; Pb; Zn. ^{[4] b} ( . Ref 2 ). Cette molécule se transforme lentement en calcite .L ‘aragonite constitue aussi la nacre et les perles d'huîtres, moules ou autres coquillages, et une partie du squelette de la plupart des coraux durs et les récifs coralliens.

Les coquillages sont donc formés pour moitié de calcite et pour l'autre moitié d'aragonite, certains coquillages comprenant les deux formes, comme l'ormeau.

L ‘aragonite étant   soluble   en milieu acide   il est prévu que l’ acidification  progressive des océans   aura  dans le  futur  des répercutions sur  la viabilité  des coquillages à coquille  externe.

 

La question  qui  se pose   est comment  cette structure  peut se développer ?

Je n ai pas  trouvé  de texte  sur le  sujet  ( si l’ un de vous  en trouve  ce serait une aubaine )  Il est cependant possible  de suspecter  la présence d’une membrane   de  type  périoste    où les  ostéoblastes   auraient  une  activité  rythmique de construction   avec  3 phases de synthèse   .

1 la partie   inférieur de la plaque   .

2  la synthèse de la partie supérieur de la plaque  puis arrêt d un grand  nombre de cellules  sauf celles qui seront  à l’ origine des piliers.

  3 la  synthés des  piliers   - puis reprise d’un nouveau  cycle  etc.

 

Classification:

                                         Animalia. Mollusca. Cephalopoda. Coleoidea. Decabrachia. Sepiida

 

 

References

 

Ref 1  Cuttlefish bone MEB image ( nombreuses photos )

Ref 2  http://fr.wikipedia.org/wiki/Aragonite

Ref 3  http://www.universalis.fr/encyclopedie/cephalopodes/2-coquille/

 

Pour le plaisir  et  pour en savoir  plus :

   http://www.dailymotion.com/video/x5ietn_la-seiche-documentaire-1-3_animals

                        Dominique

 

 

[jmaffert]

Merci

 

Intéressant et avec de belles photos.

 

Amicalement

[pujante]

 

 

Très intéressant.
Merci pour les explications

Modifié le 28 janvier 2014 par pujante

[vasselle]

super intéressant et très bien expliqué

[Dominique.]

Bonsoir et merci pour vos appréciations

 

Solito de solis  m’ a fait   parvenir  un  texte en anglais   dont  je vous soumets  la traduction  résumée  sur le  sujet qui nous intéresse  en ce moment :

 

La coquille des  mollusques est   fabriquée  -  réparée  et  entretenue par  une structure anatomique : le manteau.

La fabrication   de ce manteau  n’est pas constante mais   reste  fonction des conditions  externes  surtout  alimentaires  -  De  ce  fait  la reprise  de sa fonction  sera marquée par  une ligne   de croissance  ( on a vu ces lignes   sur les  piliers de l’ observation ) .

Le manteau  synthétise  deux substances :

-substance  organique principalement   faite de polysaccharides et de glycoprotéines. qui forme  le squelette primaire .  La  quantité de chitine  fabriquée  est très variable suivant les espèces  et peut aussi  ne pas exister  ( monoplacophora )

-substance  minérale :les cristaux  de  carbonate de calcium  ( jamais de phosphate )   seront  placés  en fonction du squelette organique .Cette substance  organique impose le lieu  ,le départ et l’ arrêt   de la formation  du cristal  ( positionnement  -élongation – mais  aussi son polymorphisme ) -

 

La fabrication de la coquille  nécessite toute  une machinerie biologique

La coquille se développe dans  un petit compartiment : l’espace extrapallial .

Cet espace  est  celé au tissus  avoisinant par une membrane  coriace le periostracum  .  Elle  se  situe autour du bord  de la  coquille  qui  est le  lieu de  la croissance . .Elle   coiffe  aussi  la partie externe de l’ espace extrapallial  qui est limité par ailleurs par la zone  construit de la coquille et par le   manteau .

 

Ce  periostracum  agit comme  un cadre sur lequel les couches externes de carbonate peuvent  être suspendues. Ce cadre  étant  celé  cela autorise l ‘accumulation des ions  en concentration  suffisante  dans  cette zone  fermée   pour   enclencher la cristallisation .

Il existe une  pompe  à ions située dans « calcifying épithélium « le tissu de calcification" ..

Les ions calcium  sont pompés  dans le milieu  environnant  - par l’ intermédiaire  des branchies    de l’ intestin et de l’ épithélium  Ils sont   transportés  par l’haemolymph  et  stockés  dans les  espaces inter cellulaires  dans l’ attente de leur  utilisation .

 

La matrice organique    qui constitue l’échafaudage  directeur  de la  cristallisation  de la déposition  et de la densité des cristaux  est sous contrôle  hormonal .

 

La formation  de la coquille  nécessite un grand  nombre de gènes et  de facteurs de transcription .

Par exemple  le  gène DPP contrôle la forme de la coquille

Le  geneHox1 et Hox 4 contrôle  la minéralisation

 

La zone de formation de la coquille se différencie très tôt dans la vie embryonnaire . Une  zone  de  l’ectoderme s ‘épaissit  ,  s invagine  et devient   une  « shell gland ».

L’  invagination   se fera vers l extérieur  ( s ‘évagine  ) si la coquille est externe  ou  s’invagine  si elle est  interne (  et devient  le periostracum) .

Un grand  nombre d’enzymes est nécessaire   comme l' anhydrase carbonique , la phosphatase alcaline  ,  la dopa oxyde   etc.

 

La forme de la coquille  subit la contrainte du développement  de l’organisme.

 

 Chez  les mollusques   dont l’ écologie  change  entre  l’ état larvaire et l’état adulte  la morphologie de la  coquille  subira  de profondes  modifications  au cours des métamorphoses  .

La structure minérale  de la larve peut être  totalement  différente  de celle de l’adulte :  par exemple la larve  utilisera la calcite amorphe   tandis que  l’adulte   utilisera l’aragonite .

 

Par contre chez les mollusque  qui  ont une croissance homogène , la croissance   de la coquille se fait de manière régulière tout  au long du temps de vie du mollusque  par addition  de carbonate de calcium sur le bord directeur ou  sur le  bord  libre  . - La coquille grandit de manière  régulière  plus longue et plus  large  pour loger  au mieux le développement   de  l’ animal   à l’ intérieur .

Cette  coquille  devient plus épaisse  en se développant  de façon  à  garder la proportion entre    résistance  et taille .

 

[Tryphon T]

Bonjour Doc et tous,

 

Bravo pour ce nouvel article où l'on apprend plein de choses.

 

Mais je ne peux pas m'empêcher de mettre mon petit grain de sel (ou plutôt de calcium  :)  ) et ceci uniquement dans le but d'enrichir le débat ,bien sûr.

 

Les kangourous n'ont pas d'arrêtes ... et les seiches n'ont pas d'os.

 

Je voudrais dire qu'il y a une différence fondamentale entre ce que l'on appelle communément un os de seiche (en fait un sépion de seiche ou parfois sépiostaire) et un os de vertébré.

 

Je n'étais pas là quand les poissons ont commencé à quitter les océans pour conquérir la terre ferme, mais il a fallu qu'ils apprennent à stocker le calcium dans leurs os pour pouvoir l'utiliser sur la terre ferme en dehors des apports alimentaires.

 

En effet, la cellule a besoin (entre autre) de calcium pour fonctionner et les premiers animaux le puisaient directement dans les océans.

Un os , de vertébré, donc, a une double fonction, une fonction mécanique de soutien de l'organisme et de locomotion, et une fonction biologique de stockage (entre autre) de calcium. Les os abritent en outre des tissus hématopoïétiques.

 

Tout comme pour la fonction respiratoire des ostracodes vue dans un précédent article, il serait intéressant d'approfondir le rôle et la physiologie d'organes comme l'os, au cours de l'évolution phylogénique animale 

Dans cette optique, est-ce que l' "os de seiche" se rapproche davantage d'une coquille de mollusque que d'un os de vertébrés.

Comment c'est fait le passage au niveau du rôle et de la physiologie de l'os entre les poissons cartilagineux et les poissons osseux?

 

Là je sèche !

 

[Sébastien Klein]

Bonjour Dominique et tous,

 

Merci pour cet excellent exposé, encore une fois j'ai appris pleins de choses.

 

Admirativement

Seb

[Jean-Luc Bethmont (Picroformol)]

Bonjour,

 

En complément du sujet de Doc voici donc quelques images de l' os de seiche:

 

La première est un mordeau d' os (un peu écrasé) on voit les piliers pêle mêle

 

 

La seconde  est une coupe transversale que j' ai obtenu en collant un morceau d' os sur une lame puis je l' ai aminci avec du papier de verre, il y a beaucoup de piliers qui sont détruits mais on voit bien la structure mille feuille, chaque strate fait environ 620 µm 

 

 

La troisième montre la structure  des piliers ou l' on distingue des empilements comme des stalactites ( obj x 10)

 

 

Enfin la dernière est une vue de dessus ou bien de dessous des piliers (obj x 10)

 

 

Je suis toujours fasciné par les formes rencontrées dans le vivant ( petit clin d' oeil à d' Arcy Thompson: http://fr.wikipedia.org/wiki/D'Arcy_Wentworth_Thompson_(1860-1948)

 

Cordialement,

 

JL B

 

 

[Dominique.]

Bonsoir   Jean-Luc

 

Tes images sont  superbes  .

L ‘image  de la  plaque  avec le dessin  des  piliers   est vraiment remarquable.

 

Amicalement

[Dominique.]

 

 Re bonsoir  Jean – Luc

 

Ta photo montre que pour   voir la découpe   des piliers  il faut  gratter la plaque  - ce que  je n’ai pas  fait.  (J ‘ avais pensé  que la coupe au  microtome  donnerait de meilleurs  résultats  , erreur de ma part)

Donc  ce  soir  j’ai  gratté  sous  bino  la plaque .

Par transparence  il est possible  de voir les  piliers  de  dessus  et ceux  de dessous .

On constate alors  :

- 1  - la partie  basse  du pilier   est lourde   et épaisse 

Et par transparence  sur l’ autre  côté  de la plaque

- 2-    la partie  haute du pilier  est  fine

 

La finesse  des piliers de ta photo sont  en faveur  de la représentation de la partie  haute  des piliers .

 

Amicalement

 

 

[pablito]

je remets en avant ce post daté de six mois pour inciter les membres du forum qui se rendent en Bretagne (ou à la mer) à ramasser un os de seiche et à en observer la structure.

on pourrait même en faire un TP, car l'observation est aisée et TRES GRATIFIANTE.

 

Voilà notre contribution, qui n'ajoute rien à la connaissance, mais témoigne de notre joie d'avoir pu découvrir cette structure, étonnante.

 

Merci beaucoup à Dominique et Jean Luc, pour nous avoir incité à cette manip.

 

Pablito et Pierre

 

 

[Jean-Luc Bethmont (Picroformol)]

Bonsoir Pierre et "Petit Pierre",

 

Effectivement c' est encourageant de pouvoir faire de belles observations. La première photo met bien en évidence la structure des piliers (j' ai lu que le sépion pouvait supporter une pression de 25 bars).

Cordialement,

JL