/ . Embryol exp. Morph. Vol. 34, 2, pp. 511-529, 1975
Printed in Great Britain
511
Morphogenese de l'autopode chez rembryon
de poulet
ParMARIE-PAULE PAUTOU1
Laboratoire de Zoologie et Biologie Animate, Universite scientifique et medicate
de Grenoble (Directeur: Professeur P. Sengel)
SUMMARY
Observations were made on chick embryo feet between 6 and 12^ days of incubation in
order to (a) give a precise description of programmed cell death in the interdigital membranes;
{b) correlate the evolution of interdigital necrosis with the differentiation of the cartilaginous
phalangeal skeleton; (c) measure the relative growth rates of digits and interdigits.
The programme of interdigital cell death proceeds in three phases which comprise the
appearance, the extension and the disappearance of necrotic areas. Fourteen distinct stages
are described.
The evolution of programmed cell death can be strictly correlated to the chondrogenesis
of successive phalanges, in the sense that each stage of necrosis (except two of them) differs
from the preceding one by the differentiation of an additional phalanx.
Shaping of the foot results from differential growth rates and proceeds in three phases,
the second of which is characterized, between days 8 and 10 of incubation, by the actual
shortening (decrease of absolute length) of the interdigital membranes.
These observations are compared to those that were previously made on other avian and
mammalian species and the morphogenetic role of programmed cell death is discussed in
the light of that comparison.
INTRODUCTION
La necrose morphogene - resultat de la mort cellulaire programmed au
cours du developpement embryonnaire - apparait depuis quelques annees
comme un mecanisme aussi important pour la realisation de la forme des
organes que la proliferation cellulaire et la differentiation tissulaire.
Le role modeleur de la mort cellulaire programmed se manifeste de maniere
particulierement nette dans le developpement de l'autopode des Oiseaux et
des Mammiferes. Aussi l'installation des diverses zones de necrose interdigitales
dans le pied du poulet a-t-elle deja fait Pobjet de publications relativement detaillees (Deleanu, 1964; Saunders, 1964; Kieny & Pautou, 1970; Kieny, 1973;
Kieny & Sengel, 1974; Fallon, Brucker & Harris, 1974; Pautou, 1974). Cependant leur resorption n'a ete decrite que d'une maniere succincte (Deleanu,
1964; Pautou, 1974).
1
Adresse de Vauteur: Laboratoire de Zoologie et Biologie animale, Universite scientifique
et medicale de Grenoble, B.P. 53, Centre de Tri 38041, Grenoble Cedex, France.
512
M . - P . PAUTOU
En ce qui concerne le pied palme de l'embryon de canard, l'etude de la
topographie des aires de necrose interdigitale a ete abordee par Menkes,
Deleanu & Hies (1965). Dans une publication recente (Pautou, 1974), je l'ai
approfondie et comparee a celle du poulet. Ajoutons que chez les Mammiferes,
la topographie des aires de necrose interdigitale a ete decrite chez l'homme
(Menkes et al. 1965), la souris (Milaire, 1965a, b) et le rat (Ballard & Holt
1968).
Pour faire des comparaisons entre Oiseaux et Mammiferes, qui different par
la morphologie de leur pied, il etait indispensable de rapporter les modalites de
la necrose morphogene a des caracteres anatomiques homologues et comparables. Les phalanges sont a meme de remplir ce role. 11 etait done necessaire
pour le poulet de faire une description parallele de revolution de la necrose
interdigitale et de la differentiation des phalanges. De plus, il etait necessaire de
faire des mesures de l'acropode au cours de son developpement pour savoir si
la necrose morphogene interdigitale entraine une involution tissulaire. Ce sont
ces trois questions qui ont ete abordees dans cette etude.
MATERIEL ET METHODES
Les observations ont ete faites sur 151 pattes droites prelevees sur des
embryons de poulet de race Leghorn blanche de 6 a 12^ jours d'incubation
(stade 29 a 38-39 de Hamburger & Hamilton, 1951) a intervalles de 4 h pour
la periode precedant 10 jours d'incubation, a intervalles de 12 h a partir de 10
jours.
Toutes les pattes ont subi le meme traitement, a savoir:
(1) Coloration vitale au sulfate de bleu de Nil selon la technique utilisee
par Saunders, Gasseling & Saunders (1962); dessin des contours de l'autopode
et releve des zones de necrose interdigitales en activite, au grossissement x 35.
La necrose morphogene qui borde le pied anterieurement (ANZ), le long de
l'orteil I, et posterieurement (PNZ) le long de l'orteil IV, n'a pas ete decrite
dans cette analyse.
(2) Fixation au liquide de Bouin-Hollande et mise en evidence selective de
l'equipement squelettique cartilagineux selon la technique de Lundvall (1927);
dessin des pieces squelettiques a l'interieur des contours de l'autopode.
(3) Mesure de la longueur des quatre rayons digitaux et des trois espaces
interdigitaux. La longueur de l'axe digital est donnee par la distance entre
Pepiphyse distale du metatarsien et l'extremite distale du doigt (griffe comprise,
si elle est formee). La longueur de la membrane interdigitale correspond a la
distance minimale mesuree entre le milieu de la droite reliant les epiphyses
distales des metatarsiens et le bord distal de la membrane (Fig. 1).
De plus, 66 pattes d'embryons ages de 1\ a 10 jours d'incubation ont ete
colorees au sulfate de bleu de Nil pour servir au denombrement des phagocytes
de chacune des zones ou aires de necrose. Ces resultats sont donnes dans les
Uautopode chez Vembryon de poulet
513
in
O
Fig. 1. Schema de l'autopode du poulet indiquant la maniere dont ont ete prises les
mesures: en trait interrompu, longueur des orteils; en pointille, longueur des membranes interdigitales. ph, phalange; meta, metataisien.
Figs. 2 a 8 et concernent les stades G a N. En ce qui concerne les stades B a F
mentionnes dans ces memes figures, j'ai repris les valeurs publiees par Kieny
(1973).
RESULTATS
Les stades du developpement de la palette autopodiale sont definis entre
6 et 10 jours d'incubation par les etapes successives de Installation, de la
progression et de la disparition de la necrose interdigitale.
La premiere partie des resultats est consacree a la description des stades de
necrose. La seconde etablit la relation existant entre la necrose interdigitale et
la differentiation des pieces squelettiques des rayons autopodiaux. La troisieme
partie precise les donnees qualitatives des deux premieres par l'analyse de la
croissance des rayons et des membranes pendant et apres la periode de necrose.
I. Evolution de la necrose morphogene interdigitale
Dans le pied de l'embryon de poulet, suivant le stade considere, l'espace
interdigital presente soit des cellules saines, soit des zones de necrose, constituees de phagocytes, de cellules moribondes ou mortes ou de leurs debris et
de cellules saines (Kieny & Pautou, 1970). Lorsque les zones ont atteint leur
extension maximale, elles occupent la totalite de Yaire de necrose (Kieny &
Sengel, 1974), portion centrale du tissu interdigital a potentialites de necrose
morphogene. La progression de la necrose dans les espaces interdigitaux
resulte de Paugmentation du nombre des cellules mortes et des phagocytes et
non du deplacement de ceux-ci par rapport au tissu interdigital.
514
M.-P. PAUTOU
Tableau 1
Nombre de pieds ayant servi
Stade
Age moyen
A la determination
des stades de
necrose et aux mesures
en jours
d'incubation
Au denombrement
des phagocytes
dans les aires
A
Jours
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
6
7
7
7
7
1\
7*
8
K
9
9
9*
10
L
M
N
8
8*
Heures
+
6
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
6
9
11
2
8
2
8
4
2
8
l'acropode
\\K> nec-rose
33
4
12
3
3
8
4
7
9
12
5
3
13
9
27
8
5
3
8
8
9
14
6
8
10
10
10
6
Dans les palettes autopodiales (151 cas) qui font l'objet de la premiere partie
de cette etude, la necrose morphogene interdigitale s'est installee a 7 jours
d'incubation et a disparu a 10 jours d'incubation. Quatorze stades ont ete
definis. Chacun d'eux est caracterise par une certaine configuration des aires
de necrose. Ces 14 stades se repartissent en trois phases qui sont: la mise en
place des zones de necrose, leur extension a l'interieur des aires de necrose et
leur regression (Tableau 1) (Fig. 2 a 6). L'evolution du nombre moyen de
phagocytes dans chacune des zones et aires de necrose est donnee par la Fig. 5.
(a) Mise en place des zones de necrose
Cette phase de la necrose morphogene s'etale sur 16 h d'incubation environ
et peut etre subdivisee en six stades (Fig. 2, 3, 5):
Stade A. Ce stade est caracterise par l'absence de toute necrose interdigitale.
Stade B. La zone de necrose proximale II I—IV apparait la premiere vers
7 jours (au stade 30). Aucune necrose n'est visible dans les deux autres aires.
Les phagocytes qu'on observe au fond de l'espace III-IV ne sont reperables
dans le mesoderme que sur la face dorsale de la membrane interdigitale (Fig. 3 a).
Stade C. Une seconde zone de necrose est entree en activite. Elle est situee
dans l'aire I—II, en position distale (zone distale I—II). Les phagocytes y sont
decelables d'emblee dans toute l'epaisseur du mesoderme (Fig. 3 b).
Stade D. Une troisieme zone de necrose est apparue dans la portion proximale
Uautopode chez Vembryon de poulet
515
D
i
l m m
i
Fig. 2. Installation progressive des zones de necrose {pointille): stades A a F. Les
pieces squelettiques fortement coJorees par ie bleu de toluidine (cartilage differencie)
sont representees en noir; celles qui sont faiblement coJorees (en voie de chondrification), en blanc. Les zones de necrose marginales anterieure et posterieure ne
sont pas figurees.
516
M . - P . PAUTOU
de l'aire II-III. Comme dans le cas de la zone proximale III-IV, elle est d'abord
decelable sur la surface dorsale, ensuite sur la face ventrale.
Stade E. Une nouvelle zone de necrose est entree en activite dans la partie
proximale de l'aire I—II.
Stade F. La cinquieme et derniere zone de necrose, situee dans la partie distale
de l'aire II-III, s'est mise en place. Le nombre moyen de phagocytes dans l'aire
III-IV est alors de 152, dans l'aire II-III de 67 (dont 16 dans la zone distale),
dans l'aire I—II de 78 (Fig. 5). Les stades E et F (Fig. 3 c) sont tres rapproches
dans le temps et peuvent etre considered comme caracteristiques du stade 32
(environ 1\ jours).
(b) Extension des zones de necrose
Cette phase se deroule sensiblement en 12 h et peut etre decoupee en trois
etapes: stades G, H, I (Fig. 3 a 5):
Stade G. Les deux zones de necrose de l'espace I—II fusionnent, les premieres,
a 75 jiim environ du bord distal de la membrane interdigitale. A ce stade, les
zones de necrose dans l'espace II-III sont encore separees l'une de I'autre et la
zone de necrose proximale de l'espace III-IV, bien que plus etendue qu'au
stade precedent, n'a pas atteint le bord marginal.
Stade H. Les zones de necrose distale et proximale de l'espace II-III fusionnent a leur tour, a environ 300 pm de son bord distal. Dans l'espace III-IV
une necrose ponctuelle (composee de granules necrotiques) devance, sans en etre
separee, le front des phagocytes (199 en moyenne) de la zone proximale
(Fig. 2). Cette necrose ponctuelle, decelable par la coloration au sulfate de
bleu de Nil, a ete confirmee par l'examen histologique et cytologique (Kieny &
Pautou, 1970). Par sa configuration particuliere cette necrose distale, ne peut
etre homologuee a une zone de necrose distale. L'occupation de l'aire de necrose
de l'espace III-IV par des phagocytes resulte uniquement de la progression
du front de necrose de la zone proximale III-IV (Deleanu, 1964).
Stade I. La zone proximale III-IV a atteint le bord de la membrane interdigitale. Les trois aires de necrose sont entierement occupees par des phagocytes,
des cellules mortes ou moribondes et des cellules saines. Des phagocytes et des
cellules mortes ou moribondes sont presents a tous les niveaux de ces aires,
meme dans l'ectoderme distal (cf. Fig. 3d-g), mais les phagocytes sont plus
nombreux et plus volumineux dans la portion distale des trois membranes (Fig. 4)
(Deleanu, 1964). Le stade I est caracteristique du stade 34 (environ 8^ jours).
FIGURE 3
Aspects de la necrose interdigitale apres coloration au sulfate de bleu de Nil.
(a) Zone proximale de l'espace III-IV, stade B; (b) stade C; (c) stade F; (d) stade I;
details des aires de necrose I—II (e), II-III (/) et III-IV (g) de lafigured. E, ectoderme
apical contenant des cellules necrotiques; G, granules necrotiques mesodermiques;
P, phagocytes. Grossissements: a, x 94; b et c, x 22,5; d, x 18; e,/et g, x 72.
Vautopode chez Vembryon de poulet
517
(b)
Voir legende page 516.
518
M . - P . PAUTOU
Fig. 4. Extension des zones de necrose (stades G et H) et installation complete des
aires de necrose (stade I), suivies du debut de la phase d'attenuation de la necrose
interdigitale (stades J et K).
(c) Regression de la necrose
Apres le stade I, les trois membranes interdigitales s'elargissent sensiblement.
Elles entrainent lateralement, dans ce processus, un certain nombre de phagocytes et de cellules mortes, ce qui a pour effet d'agrandir les aires de necrose.
Ce phenomene est accompagne d'une diminution de la densite des phagocytes
et des cellules mortes. Cette attenuation debute dans l'espace I-II et se poursuit
ensuite dans les deux autres espaces (Fig. 4-6). Au cours de cette phase s'installe
une necrose bordante qui longe les quatre orteils.
Stade J. Les trois membranes interdigitales se sont elargies dans le sens anteroposterieur. Les aires de necrose I-II et II—III s'elargissent aussi sans qu'il y ait
cependant augmentation du nombre des phagocytes ni debordement des phagocytes hors des aires. Bien au contraire, le nombre moyen des phagocytes a
Vautopode chez Vembryon de poulet
200
519
I—II
o Zone proximate
• Zone distale
® Aire de necrose
100
B C E G H 1
KLM
D F
7
8
9
Jours d'incubation
N
10
B C E G H I
KLM
DF
7
8
9
Jours d'incubation
B C E G H 1 J
KLM
D F
7
8
9
Jours d'incubation
N
10
N
10
Fig. 5. Evolution du nombre des phagocytes dans les trois espaces interdigitaux (I—II,
II-III, III-IV) entre 7 et 10 jours d'incubation. Chaque point represente la moyenne
du denombrement des phagocytes dans six espaces interdigitaux (gauche et droite)
au moins. Les barres verticales representent la deviation standard. B a N, stades de
la necrose interdigitale.
33
E MB 34
520
M . - P . PAUTOU
M
Fig. 6. Fin de la phase d'attenuation de la necrose interdigitale: stades L a N.
diminue par rapport au stade precedent (de 33 % dans l'espace I—II, de 25 %
dans l'espace II—111) et cette diminution est plus sensible dans la portion
proximale de ces aires. Dans la membrane III-1V l'elargissement de l'aire est
plus faible et la diminution du nombre des phagocytes moins prononcee (14%).
En ce qui concerne la morphogenese de l'acropode, l'orteil I se trouve alors
degage sur la moitie de sa longueur du cote posterieur; l'orteil II sur les trois
quarts du cote anterieur et sur le tiers de sa longueur du cote posterieur; l'orteil
III sur la moitie du cote anterieur et sur le cinquieme de sa longueur du cote
posterieur; l'orteil IV n'est encore degage du cote anterieur que sur le cinquieme
de sa longueur.
Un chapelet de phagocytes s'etire le long des orteils et a atteint l'apex des
orteils I et II, mais non encore celui des orteils III et IV.
Stade K. La membrane III-IV s'elargit a son tour (Fig. 4). Concomitamment,
Vautopode chez Vembryon de poulet
521
l'aire de necrose de cet espace s'agrandit et montre une dispersion plus grande
de ses phagocytes. Par rapport au stade J, la densite des phagocytes decroit
encore dans les trois espaces. Tous les orteils sont bordes, sur toute leur longueur
et a leur apex, de phagocytes de taille variable (13 /an de diametre en moyenne).
L'orteil I est degage sur les deux tiers de sa longueur, l'orteil 11 sur la moitie de
sa longueur du cote posterieur et les orteils 111 et IV sur le tiers de leur longueur
par rapport a la membrane interdigitale III-1V.
Stade L. La densite des phagocytes dans les trois espaces a fortement decru
(Fig. 6). De plus, dans l'espace I—IT, les phagocytes sont presque exclusivement
groupes dans la partie distale de la membrane. Des phagocytes sont egalement
presents a l'apex des orteils mais ceux de l'orteil I sont plus petits et plus disperses
que les autres. Les membranes interdigitales I—II et II—III presentent des lors
leur configuration definitive: la membrane I—II est reduite a un petit vestige ne
depassant pas le quart de la longueur de l'orteil I; la limite distale de la membrane II—1.II est desormais en retrait de l'articulation distale de la lere phalange.
La membrane interdigitale HI—IV, par contre, s'etend encore au-dela de ce
niveau, presque jusqu'au deux tiers de la longueur de l'orteil III et jusqu'a la
moitie de celle de l'orteil IV.
Stade M. Ce stade se caracterise par la disparition des phagocytes dans la
portion proximale des aires de necrose I-1I et II—III. Ceux que Ton peut encore
deceler dans la portion distale de ces espaces sont peu nombreux et de petite
taille. Dans l'aire III-IV les phagocytes, surtout groupes dans la partie distale
(52 en moyenne) sont generalement de plus grande taille (14 /im de diametre
en moyenne). Le bord distal de la membrane interdigitale III-IV, depasse,
legerement, a ce stade, le niveau de l'articulation distale de la lere phalange.
Ce stade est caracteristique du stade 35 (9 jours).
Stade N. (stade 36). Membranes interdigitales et orteils ont atteint les proportions caracteristiques du pied adulte. Quelques phagocytes sont encore presents
le long du bord distal de la membrane II—III. Dans l'espace III-IV, ils sont
groupes en un amas, dejete par rapport au rebord de cette membrane, et dans
lequel figurent aussi des debris cellulaires ectodermiques (Fig. 6). Quelques
rares phagocytes de petite taille sont egalement discernables le long et a l'apex
des orteils III et IV.
II. Mise en place du squelette autopodial
A chacun des stades definis par la disposition de la necrose interdigitale
correspond un certain etat de differenciation des pieces squelettiques acropodiales. Au stade A, qui precede l'apparition de la necrose morphogene interdigitale, seules les phalanges proximales des rayons II, III et IV presentent un
axe chondrifie, celui du rayon II l'etant encore tres faiblement. Chaque stade
suivant, a l'exception des stades E et G, differe du precedent par l'adjonction
d'une ou de deux pieces squelettiques ou encore par l'augmentation de la
colorabilite du cartilage par le bleu de toluidine (Fig. 2, 4, 6). Les phalanges se
33-2
522
M.-P. PAUTOU
II
II-III
CEG
BDF HI J KLMN
i mi i i i i
in
I ' I ' I
9
10
11
Jours d'incubation
12
9
10
11
Jours d'incubation
12
Fig. 7. Voir legende page 523.
mettent en place dans le sens postero-anterieur et dans une succession proximodistale. Les differentes vagues antero-posterieures se succedent de telle maniere
qu'une vague donnee debute avant que la precedente n'ait atteint sa limite
anterieure. Ainsi, bien que le temps necessaire a la differentiation d'une phalange
soit d'environ 6 h, la mise en place des 11 phalanges sur les 14 que comporte
l'acropode (trois sont deja en place au moment ou debute cette analyse) ne
prend que 72 h environ.
III. Croissance proximo-distale de Vautopode
La longueur des membranes interdigitales et des rayons autopodiaux a
ete mesuree selon le schema de la Fig. 1 sur des pattes fixees entre 7 et 12£ jours
d'incubation. Le nombre des pattes mesurees a chacun des stades de la necrose
morphogene (7 a 10 jours) est donne dans le Tableau 1. De 10^ a 12| jours,
cinq pattes ont ete mesurees pour chacun des cinq stades retenus. Les longueurs
moyennes sont portees sur la Fig. 7.
Uautopode chez Vembryon de poulet
523
III-IV
CEG
L
BDF HI J K M N
I Illl I I I I
7
8
I II
I
9
10 11
Jours d'incubation
12
Fig. 7. Croissance lineaire comparee des membranes interdigitales (I—II, 11—III, IIIIV) et des orteils qui les bordent (I, II, III, IV). B a N, stades de la necrose interdigitale. Chaque point represente la moyenne d'au moins quatre mesures effectuees
exclusivement sur des pattes droites (voir Tableau 1). Les barres verticales representent la deviation standard. La variation du nombre des phagocytes dans chacun
des trois espaces est rappelee par les courbes de la Fig. 5, qui sont reproduites
dans la partie superieure gauche de chaque graphique avec une echelle des ordonnees arbitraire, mais une echelle des abcisses (jours d'incubation) qui est la meme
que celles des courbes de croissance. Noter que, dans les trois espaces, la regression
de la membrane interdigitale ne commence pas avant que le nombre des phagocytes
ait atteint son maximum.
La croissance de l'autopode du poulet peut etre subdivisee en trois periodes.
Dans la premiere (stades B a H), rayons autopodiaux et membranes interdigitales s'allongent. La croissance des membranes I—II et II—III se ralentit des
le stade E, alors que celle de la membrane III-IV reste strictement parallele a
celle de l'orteil IV jusqu'au stade I. Cette difference est vraisemblablement due
au fait que la membrane III-IV ne comporte pas de zone de necrose distale
s'individualisant a un stade precoce. Dans les membranes I—II et II—III, au
524
M.-P. PAUTOU
5
III
i
;
III
IV
4 -
II
3 -
II
2
I
1
1
1
,
i
i
1
1
1
l
Fig. 8. Representation schematique de la longueur des orteils (I, II, III, IV) et de
l'espace interdigital qu'ils bordent, d'une part (en trait plein), au stade ou la membrane interdigitale atteint sa longueur maximale, d'autre part (en trait interrompu),
au stade ou elle atteint sa longueur minimale. Ces stades qui se deduisent des
courbes de croissance de la Fig. 7 sont respectivement les stades H et M pour la
membrane I-II, I et M, pour la membrane II—III et J et N pour la membrane
III-IV.
contraire, l'installation precoce des zones distales entrame, semble-t-il, un
ralentissement et un arret rapide de la croissance. Durant la deuxieme periode
(stades H a N), les orteils continuent leur croissance au meme rythme que
precedemment, mais les membranes interdigitales s'arretent de croitre, puis
regressent. La troisieme periode est marquee par la reprise de la croissance des
membranes interdigitales, qui s'allongent a un rythme moindre que celui des
orteils bordants.
Cette analyse montre clairement que les membranes interdigitales subissent
au cours de la morphogenese de l'acropode une veritable involution, qui reste
cependant de courte duree (environ 36 h), mais contribue neanmoins a la
liberation rapide des orteils. La phase de regression, qui se place globalement
entre 8 et 10 jours d'incubation, n'est pas strictement superposable pour les
trois membranes. La membrane I-II entre en regression la premiere des le
stade H, la deuxieme 6 h plus tard (au stade I), et la troisieme 8 h apres
le stade I (au stade J). A la fin de la periode de regression, la membrane I-II est
reduite de 75 %, les membranes II—III et III-IV de 43 % environ. En valeur
Vautopode chez Uembryon de poulet
525
absolue, c'est cependant la membrane III-IV qui subit la plus forte diminution
de longueur: 0,85 mm, alors que la membrane II—III regresse de 0,57 mm et la
I—II de 0,42 mm (Fig. 7 et 8). Pour les trois membranes, la decroissance commence au stade qui suit l'occupation complete de l'aire de necrose par les
phagocytes. II est done tres vraisemblable que la necrose interdigitale soit la
cause directe de la regression des membranes interdigitales et par consequent de
la liberation des orteils.
CONCLUSIONS
Cette etude est consacree a l'analyse des mecanismes morphogenetiques qui
concourent au developpement de l'acropode du pied de l'oiseau. Us aboutissent,
d'une part, a la mise en place des phalanges et, d'autre part, a la regression des
membranes interdigitales et au degagement des orteils.
La chondrification de l'axe squelettique des phalanges progresse en direction
proximo-distale, par vagues caudo-cephaliques successives.
L'installation des zones de necrose, dans la portion proximale des membranes
interdigitales, se realise dans le sens postero-anterieur, alors que, dans la portion
distale, elle progresse dans le sens contraire, c'est a dire antero-posterieur. Ces
zones, par leur jonction ou leur extension, conduisent a la formation d'aires de
necrose dont l'activite phagocytaire est a l'origine de la regression effective d'une
certaine partie du tissu interdigital. L'echancrure de la membrane interdigitale
apparait d'abord dans l'espace I—II, puis dans l'espace II—III et enfin dans
l'espace III-IV, progressant ainsi dans le meme sens antero-posterieur que la
phagocytose dans les portions distales des aires de necrose et_que la differenciation des phalanges distales de chacun des orteils.
D'apres les donnees de la presente analyse, la morphogenese de l'acropode
se subdivise en trois periodes (Fig. 7): la premiere est caracterisee par une
croissance differentielle des axes digitaux et des membranes interdigitales,
celles-ci s'allongent moins que ceux-la, et par la mise en place des zones de
necrose dans les membranes interdigitales. Durant la seconde periode, sous
Peffet de l'intense activite phagocytaire dans les aires de necrose, les membranes
interdigitales regressent, c'est a dire qu'elles diminuent de longueur en valeur
absolue. Comme la croissance des axes digitaux continue au meme rythme
qu'auparavant, cette periode aboutit au degagement des orteils, ce qui confere
a l'acropode sa morphologie definitive (Figs. 7, 8). La troisieme periode est
marquee par la reprise de la croissance differentielle des axes digitaux et des
membranes, ces dernieres ayant un taux d'allongement qui reste inferieur a
celui des orteils.
On peut relever, de plus, des analogies entre la morphogenese de l'autopode
du poulet et celle d'un autre Oiseau comme le canard (Pautou, 1974) ou de
certains Mammif eres comme la souris (Milaire, 1965 a, b) ou l'homme (O'Rahilly,
Gray & Gardner, 1957; Olivier, 1962; Menkes et al, 1965; Blechschmidt,
1969). Ainsi la mise en place des phalanges des orteils I a IV semble proceder,
526
M.-P. PAUTOU
selon la description des auteurs, en une sequence de chondrogenese du mesenchyme apical, orientee a la fois dans le sens proximo-distal et caudo-cephalique.
En ce qui concerne la necrose morphogene interdigitale, il est interessant de
faire une etude comparee a partir des descriptions qu'en ont donnees les auteurs
chez les Mammiferes et les Oiseaux, et de tenter d'etablir une relation entre les
modalites d'installation des zones de necrose et la morphologie finale de
l'acropode.
Chez les Mammiferes a doigts entierement libres, tels que l'homme, le rat ou
la souris (Menkes et al 1965; Milaire, 1965 a, b; Ballard & Holt, 1968; Schweichel & Noack, 1971) (on ne connait rien des modalites de la necrose interdigitale
chez les embryons de Mammiferes a autopodes palmes), la necrose interdigitale
s'installe presque simultanement dans la portion distale des quatre espaces
interdigitaux au moment ou chacun des orteils possede une phalange chondrifiee ou en voie de chondrification. Du bord distal de la membrane la necrose
progresse, en forme de coin, dans le sens apico-basal, jusqu'a occuper toute
l'aire de necrose interdigitale. Apres quoi, elle disparait progressivement en
sens inverse alors que se mettent en place les phalanges distales. Cette necrose
distale apparait comme responsable de l'arret de la croissance en longueur des
membranes interdigitales. Comme elle s'installe tres tot (au moment ou seule
la phalange proximale est mise en place), les membranes interdigitales sont
d'emblee stoppees dans leur croissance distale. 11 ne restera a la phagocytose
qu'a eliminer ce rudiment de membrane pour aboutir a la liberation complete
des doigts. Chez la souris, une etude plus approfondie (Milaire, 1965 a) que
celles effectuees chez l'homme et le rat revele, en outre, l'existence de zones de
necrose proximales apparaissant a 13 jours de gestation dans la partie dorsale
des quatre espaces au niveau de I'articulation metatarse-phalange. Les zones
de necrose proximale sont tres ephemeres et ne fusionnent pas avec les zones
distales. Elles ont vraisemblablement pour role de creuser la depression interdigitale dorsale a la base des orteils, laissant en place, du cote ventral (plantaire)
un infime vestige de membrane interdigitale.
Par comparaison, chez le poulet, l'espace interdigital I—II est occupe par un
tres petit vestige de membrane interdigitale, de meme type que celui qui existe
chez la souris, par exemple. Par contre, les espaces II—III et III—IV sont nantis,
chezl'adulte, d'une membrane interdigitale atteignant le niveau de I'articulation
distale de la phalange proximale. Or, mes observations ont revele que, chez le
poulet, la zone distale I—II s'installe precocement au moment ou seules les
phalanges proximales des orteils bordants sont mises en place. Les modalites
de la necrose dans l'espace I—II du poulet sont done tres semblables a celles de
quatre espaces de la souris. Dans les espaces II—III et III—IV du poulet, la necrose
s'installe au bord distal de la membrane a des stades plus tardifs, ce qui peut
expliquer pourquoi les vestiges de membrane interdigitale y sont relativement
plus grands que dans l'espace I—II et dans ceux des Mammiferes.
Chez le canard aux espaces II—III et III-IV palmes (Menkes et al. 1965;
Vautopode chez Vembryon de poulet
527
Saunders & Fallon, 1966; Pautou, 1974) et dont l'orteil II porte du cote
anterieur un lambeau de palmure, seul l'orteil I est libre ainsi que les phalanges
distales (griffes) des orteils II, III et IV. II est interessant de constater que les
modalites de la necrose dans l'espace I - I I - a savoir apparition precoce d'une
zone distale au moment ou les orteils bordants possedent une phalange - sont
tres semblables a celles de l'espace I—II du poulet et a celles des quatre espaces
de la souris. Pour ce qui est des espaces palmes, la necrose interdigitale differe
de celle du poulet par le fait que la necrose reste limitee a une frange distale qui
s'etend sur la longueur d'une phalange ou d'une phalange et demie. Cette
necrose marginale apparait de facon echelonnee d'abord dans l'espace II—III,
puis dans l'espace III-IV, a peu pres comme chez le poulet et est portee en
avant par la croissance en longueur de l'acropode. Les parties proximales des
espaces interdigitaux II—III et III-1V ne sont occupees qu'a un stade relativement tardif par une necrose clairsemee. Comme, de plus, chez le canard, les
membranes interdigitales sont douees d'une capacite de croissance au moins
aussi grande que celle des rayons acropodiaux, elles acquierent progressivement
la morphologie d'une palmure ne laissant libre a l'extremite des orteils I I III-IV qu'une seule phalange porteuse de griffe.
En definitive, il ressort de cette comparaison que la liberation des doigts
chez les Mammiferes et de l'orteil I chez le poulet et le canard resulte d'un arret
precoce de la croissance en longueur de la membrane interdigitale, qui semble
elle-meme causee par une installation precoce de la necrose distale sous la
crete apicale ectodermique. Les vestiges de membrane interdigitale des espaces
II—IIF et III-IV du poulet sont dus a un arret de croissance plus tardif, qui de
ce fait rend necessaire une grande extension de la necrose interdigitale. Cela est
illustre par la regression en valeur absolue des trois membranes, qui n'est que
de 0,42 mm pour l'espace I—II, mais atteint respectivement 0,57 mm et 0,85 mm
pour les espaces II—III et III-IV (Fig. 8). Chez le canard, les membranes interdigitales II—III et III-IV a aucun moment ne regressent a proprement parler;
la necrose distale y a simplement pour efFet d'arreter ou de ralentir temporairement la croissance en longueur, et de donner ainsi a l'axe digital une longueur
de phalange d'avance, cet ecart se maintenant jusqu'a Paccomplissement de la
morphologie definitive. En outre, non seulement la membrane interdigitale ne
s'arrete pas de croitre au meme rythme que les orteils, mais encore elle s'elargit
acquerant ainsi l'ampleur caracteristique d'une palmure.
RESUME
Les observations faites sur des pieds d'embryons de poulet entre 6 et 12^ jours d'incubation
ont eu pour but (a) de donner une description precise de la mort cellulaire programmee dans
les membranes interdigitales; (b) de mettre en relation la necrose interdigitale et la differenciation du squelette cartilagineux des phalanges; (c) de mesurer les taux de croissance des
orteils et des membranes interdigitales.
Le programme de la mort cellulaire interdigitale peut se subdiviser en trois phases, qui
528
M.-P. PAUTOU
comprennent l'installation, l'extension et la disparition des aires de necrose. Quatorze stades
distincts ont ete decrits.
L'evolution de la necrose interdigitale se deroule parallelement a la chondrogenese des
phalanges, de sorte que chaque stade de necrose (a 1'exception de deux d'entre eux) differe
du stade precedent par la differentiation d'une nouvelle phalange.
Le modelage du pied resulte de la croissance differentielle des rayons et des espaces interdigitaux et se deroule en trois phases dont la seconde est caracterisee, entre 8 et 10 jours
d'incubation, par un raccourcissement effectif (diminution de la longueur absolue) des
membranes interdigitales.
Ces observations ont ete comparees a celles qui ont ete faites precedemment sur d'autres
especes d'Oiseau et de Mammifere et le role morphogene de la mort cellulaire programmed
a ete discute a la lumiere de cette comparaison.
Ce travail a ete effectue avec l'aide de la DGRST (Action complementaire coordonnee:
Biologie de la reproduction et du developpement, conventions n° 71-7-3024 et 73—7—1661).
Ce memoire represente une partie de la these qui sera soutenue par l'auteur devant l'Universite scientifique et medicale de Grenoble pour l'obtention du grade de docteur d'Etat es
Sciences.
TRAVAUX CITES
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(Recu le 28 Novembre 1974, revise le 14 Mai 1975)