/. Embryo!. exp. Morph. Vol. 34, l,pp. 171-177, 1975
Printed in Great Britain
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La localisation du materiel
germinal dans le blastoderme non incube de Foeuf
de cane: etude a Faide des irradiations
aux rayons X
Par NOEL FARGEIX 1
Laboratorie de Biologie Animate, Universite de Clermont-Ferrand
SUMMARY
Germinal material localization in the non-incubated duck egg blastoderm
studied by means of X-ray irradiations
Primordial germ cells (CGP) have been numbered from the 7-somite to the 14-somite
stage in embryos formed from blastoderms the anterior or posterior halves of which have
been irradiated with X-rays at the non-incubated stage or after 10 h of incubation.
The germinal population decrease is almost the same for irradiations of the anterior or
posterior halves at the non-incubated stage. At 10 h of incubation, this decrease is very
marked for irradiations of the anterior halves while it is slight for irradiations of the posterior
halves.
These results seem to indicate that at the non-incubated stage, the germinal material is
localized in the anterior half of the blastoderm as well as in the posterior one with a slight
anterior predominance, and tends to accumulate in the anterior part only as early as the first
hours of incubation.
Le probleme de l'origine des cellules germinales primordiales (CGP) des
Oiseaux a suscite de tres nombreuses recherches tant histologiques qu'experimentales et il est maintenant bien etabli qu'a partir du stade de la ligne primitive,
ces cellules sont situees, au moins pour la grande majorite d'entre elles, dans les
regions anterieures et laterales de l'aire extra-embryonnaire (croissant germinal
de Swift, 1914). Quant a la localisation du materiel germinal a des stades anterieurs, elle est plus difficile a preciser.
Simon (1960) signale l'existence, dans de jeunes blastodermes de Poule, de
grosses cellules, dispersees dans les tissus, qui pourraient etre des cellules
germinales primordiales; mais 'en l'absence de preuves cytochimiques ou
experimentales, il n'est pas certain que ces cellules soient celles de la lignee
germinale' (Simon, 1962).
A partir de certaines reactions histochimiques appliquees a de jeunes
1
Adresse de Vauteur: Laboratoire de Biologie animale, U.E.R. Sciences Exactes et
Naturelles, B.P. 45, 63170 Aubiere, France.
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N. FARGEIX
blastodermes, Yakaet (1962) suggere qu'un 'plasma germinatif' serait localise
dans le jeune rempart germinatif, done tout autour du germe; la position typique
de toutes les CGP dans un croissant anterieur serait secondaire et resulterait
des mouvements morphogenetiques postero-anterieurs affectant le feuillet
profond du blastoderme.
A l'aide des cultures in vitro de fragments de blastodermes de Poule, Dubois
(1967,1969) arrive a la conclusion qu'au moment de la ponte, la zone germinale
occupe, dans le germe, une bande transversale a predominance posterieure nette
et il suppose, par extrapolation, 'qu'une dizaine d'heures avant la ponte, les
initiales germinales se trouvent situees tout a fait posterieurement, au sein des
blastomeres les plus vegetatifs du rempart vitellin'.
L'etude d'embryons de regulation developpes in ovo a partir de moities de
blastodermes de Cane (Fargeix, 1967; Rogulska, 1968; Fargeix, 1969) revele
que de tels embryons possedent dans tous les cas des CGP. Ce resultat suggere
qu'au stade non incube, le materiel germinal serait dissemine dans tout le
blastoderme ou distribue tout autour du rempart germinatif comme l'envisage
Vakaet (1962).
II nous a done paru necessaire de reconsiderer ce probleme a l'aide d'une
nouvelle methode experimentale: nous utilisons ici les irradiations localisees
aux rayons X.
MATERIEL ET METHODES
Les experiences d'irradiation sont faites sur des oeufs de Cane de race Khaki
Campbell, pris soit au stade non incube, soit apres 10 h d'incubation prealable.
Dans tous les cas, une ouverture pratiquee dans la partie superieure de la
coquille met a decouvert le jeune blastoderme. L'ceuf est place sous un faisceau
de rayons X dont le diametre est legerement superieur a celui des blastodermes
mais un ecran mobile, constitue d'une lamelle de plomb de 1 mm d'epaisseur,
protege l'une des moities du blastoderme. Apres l'irradiation, l'oeuf est referme
selon la technique de Wolff & Lutz (1947) puis mis en incubation.
Le tube a rayons X de l'irradiateur (Secasi) fonctionne avec un courant de
30 mA sous une tension de 20 kV. La distance anticathode-blastoderme est de
35 cm; la duree de l'irradiation est de 3 min. Dans ces conditions, la dose
appliquee est de l'ordre de 1700 R.
Les embryons sont preleves apres 48 a 55 h d'incubation a 38-5 °C et fixes au
liquide de Bouin. Les cellules germinales sont denombrees sur des coupes
microscopiques de 7 ptm d'epaisseur colorees a l'hemalun, eosine, vert-lumiere.
Les comparaisons entre les embryons irradies et les temoins sont faites a des
stades de 7 a 15 paires de somites car l'effet de l'irradiation ne devient evident
qu'a partir de ces stades (Fargeix, 1972).
Le blastoderme non incube de l'oeuf de Cane est un disque uniformement
blanchatre; par contre apres 10 h d'incubation on reconnait generalement une
differenciation en aire opaque et aire pellucide mais la polarite n'est pas encore
Materiel germinal dans le blastoderm de Voeufde cane
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marquee au moment de l'irradiation: ce sont done les moities anterieures ou
posterieures presumees qui sont irradiees. Par la suite, seuls les embryons
orientes conformement a la regie de von Baer sont etudies et dans ces conditions,
l'axe presume du blastoderme coincide avec l'axe reel.
RESULTATS
Nous etudierons successivement les embryons temoins normaux, les embryons
provenant de blastodermes dont toute la surface a ete irradiee, puis les em]bryons
dont une moitie seulement du blastoderme a ete irradiee au stade non incube et
enfin les embryons issus de blastodermes dont une des moities a ete irradiee
apres 10 h d'incubation.
(1) Embryons normaux
Tous les embryons, qui nous servent ici de temoins, proviennent d'oeufs ouverts
au stade non incube puis refermes selon la technique de Wolff & Lutz (1947).
Nous avons complete cette serie par quelques embryons provenant d'oeufs
ouverts comme les precedents puis places sous le faisceau de rayons X durant
3 min, le blastoderme etant ici entierement protege par un ecran de plomb de
1 mm d'epaisseur. Ces deux series de temoins fournissent des resultats tout
a fait comparables.
Les CGP ont ete denombrees chez 19 embryons temoins. L'analyse statistique
montre que pour un stade moyen de dix paires de somites nous trouvons
269 ± 17 CGP par embryon.
(2) Embryons issus de blastodermes irradies entierement
L'irradiation totale entraine un leger retard du developpement et un temps
d'incubation de 60 h environ est necessaire pour atteindre le stade des embryons
temoins.
Dans cette serie experimentale, nous avons recherche et denombre les CGP
chez 15 embryons pour lesquels le stade moyen est, comme chez les temoins, de
10 paires de somites environ. Les doses de rayons X utilisees provoquent une
diminution tres importante du nombre des CGP puisque maintenant nous ne
trouvons plus en moyenne que 53 + 9 CGP par embryon. En outre, certaines
d'entre elles, au moins chez les embryons les plus ages, sont fortement hypertrophiees et vouees a la degenerescence comme cela a deja ete signale (Dubois,
1962; Fargeix, 1972).
(3) Irradiations partielles au stade non incube
(a) Embryons provenant de blastodermes dont la moitie-anterieure a ete irradiee
Chez 19 embryons dont le stade moyen est de 10 a 11 paires de somites, nous
avons denombre 102+12 CGP. Cette valeur est significativement differente
de celles obtenues avec les embryons temoins et avec les embryons issus de
blastodermes irradies totalement (Tableau 1).
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N. FARGEIX
Tableau 1. Resultats des denombrements des CGP dans les differentes
series experimentales
Experiences et nombre
d'embryons
Moyennes ± erreur
standard
Intervalles de
confiance
Temoins (19)
Irradiations
totales (15)
Irradiations 1/2
anterieures stade
non incube (19)
Irradiations 1/2
posterieures stade
non incube (20)
Irradiations 1/2
anterieures 10 h
d'incubation (20)
Irradiations 1/2
posterieures 10 h
d'incubation (15)
269 ±17
53 ±9
233 a 305
34 a 72
102 ±12
77 a 127
140 ±14
111 a 169
77 a 8
61 a 93
172 ±23
123 a 222
D'apres ces resultats, une partie importante du materiel germinal serait
atteinte par l'irradiation et serait done deja localisee dans la moitie anterieure
du germe au stade non incube, mais une partie doit egalement se trouver a ce
meme stade dans la moitie posterieure ou, protegee par l'ecran de plomb, elle
echappe a la destruction par les rayons X.
(b) Embryons provenant de blastodermes dont la moitie posterieure a e'te irradiee
Dans cette serie experimentale, pour 20 embryons (stade moyen: 10 paires de
somites) nous trouvons 140 ±14 CGP. Comme dans la serie precedente,
l'irradiation est suivie d'une diminution significative du nombre des CGP. La
encore, les rayons X ont detruit une partie du materiel germinal.
Si Ton compare les resultats des irradiations des moities anterieures et des
moities posterieures, le nombre moyen des CGP est legerement plus important
dans le cas des irradiations posterieures que dans celui des irradiations anterieures; d' apres ces resultats, le materiel germinal serait, au stade non incube, un
peu plus abondant dans la moitie anterieure que dans la moitie posterieure du
germe. Cependant, l'analyse statistique revele que les differences entre ces deux
series experimentales ne sont pas significatives.
(4) Irradiations partielles apres 10 h d'incubation prealahle
(a) Irradiation des moities anterieures
L'irradiation de la moitie anterieure de blastodermes apres 10 h d'incubation
prealable semble detruire une quantite plus importante de materiel germinal
Materiel germinal dans le blastoderm de Voeufde cane
175
qu'une irradiation identique appliquee au stade non incube. En effet pour 20
embryons etudies nous avons denombre en moyenne 77 ± 8 CGP. Cependant,
Faction des rayons X sur la lignee germinale n'est pas aussi importante que pour
les irradiations totales; une partie du materiel germinal doit encore etre localisee
dans la moitie posterieure du germe apres 10 h d'incubation.
(b) Irradiation des moities posterieures
Dans cette derniere serie experimental, nous avons etudie 15 embryons;
nous avons compte un nombre moyen de 172 ± 23 CGP.
L'analyse statistique revele une difference significative avec les embryons
temoins: l'irradiation detruit ici encore une partie du materiel germinal. Mais
contrairement a ce qui a ete observe lors des irradiations au stade non incube,
nous trouvons maintenant une difference significative entre ces embryons et
ceux provenant de blastodermes dont la moitie anterieure a ete irradiee (Tableau
1): apres 10 h d'incubation prealable, l'irradiation de la moitie posterieure
detruit moins de materiel germinal que l'irradiation de la moitie anterieure.
DISCUSSION-CONCLUSION
Des doses appropriees de rayons X appliquees a des blastodermes entiers au
stade non incube permettent d'obtenir des embryons qui, des le stade de 7
paires de somites, ne renferment, au niveau de leur croissant germinal, qu'une
faible quantite de CGP; certaines sont d'ailleurs vouees a la degenerescence
ainsi que l'a montre l'etude de tels embryons apres 6 jours d'incubation (Fargeix,
1971).
Lorsqu'on irradie seulement une moitie de blastoderme au stade non incube ce qui correspond a un stade tres precoce puisque le blastoderme de Cane ne
presente encore aucune differenciation particuliere - on obtient une diminution
significative du nombre des CGP. A ce jeune stade, le materiel germinal doit
done se trouver aussi bien dans la moitie anterieure que dans la moitie posterieure du germe, avec peut-etre une legere predominance anterieure, bien que
les differences entre les resultats des irradiations des moities anterieures et
posterieures ne soient pas significatives (Tableau 1). Ces resultats rejoignent
done ceux obtenus precedemment avec l'etude des embryons de regulation
developpes a partir de moities anterieures et posterieures de blastodermes: la
aussi, les embryons etaient egalement fertiles (Fargeix, 1969). Apres 10 h
d'incubation prealable, alors que le blastoderme se differencie en aire opaque et
pellucide mais ne presente encore aucune polarite, l'irradiation des moities
anterieures est suivie d'un effet nettement plus marque que l'irradiation des
moities posterieures (Tableau 1). A ce stade, le materiel germinal doit done
etre plus abondant dans la moitie anterieure que dans la moitie posterieure du
germe. La encore, nous rejoignons les resultats fournis par les embryons
de regulation developpes a partir de moities anterieures et posterieures de
12
EM B 34
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N. FARGEIX
blastodermes isolees apres 9 h d'incubation; si les embryons anterieures etaient
normalement fertiles, les embryons posterieures presentaient, au niveau de leur
croissant germinal un nombre de CGP inferieur a celui des embryons normaux
(Fargeix, 1969).
Ainsi, entre le stade non incube et 10 h d'incubation une partie du materiel
germinal qui se trouvait dans la moitie posterieure du germe gagne la moitie
anterieure. Les mouvements pregastruleens postero-anterieurs affectant le
feuillet profond du germe (Lutz, 1955; Vakaet, 1962) a partir duquels'isoleront
les CGP permettent de rendre compte du deplacement du materiel germinal et
de sa localisation secondaire dans la region anterieure du germe, au niveau du
croissant germinal de Swift.
RESUME
Les cellules germinales primodiales (CGP) sont denombrees chez des embryons de Canard,
de 7 a 14 paires de somites, developpes a partir de blastodermes dont la moitie anterieure ou
la moitie posterieure a ete irradiee aux rayons X soit au stade non incube, soit au stade
incube 10 h.
La diminution de la population germinale est sensiblement la meme apres irradiation des
moities anterieures ou posterieures au stade non incube; elle est tres importante apres
irradiation des moities anterieures au stade incube 10 h alors qu'elle est faible apres irradiation des moities posterieures a ce meme stade.
Ces experiences suggerent qu'au stade non incube, le materiel germinal serait localise
aussi bien dans la moitie posterieure que dans la moitie anterieure du germe, avec cependant
une legere predominance anterieure, et qu'il tendrait a se rassembler uniquement dans la
region anterieure des les premieres heures de l'incubation.
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