/. EmbryoL exp. Morph. Vol. 23, 2, pp. 337-57, 1970
Printed in Great Britain
337
Interprétation des régénérats multiples
chez les Insectes
Par D É S I R É B U L L I È R E 1
Laboratoire de Zoologie de la Faculté des Sciences de Grenoble
(Directeur: Professeur P. Sengel)
Depuis très longtemps les auteurs se sont attachés à l'étude des régénérats
surnuméraires chez les Insectes et ont cherché à reproduire expérimentalement
ces malformations, afin d'en mieux comprendre la genèse. A la fin du 19° siècle,
Bateson (1894) a essayé de trouver une explication aux variations naturelles en
formulant des lois qui régissent ces variations. Bodenstein (1937, 1941) a, le
premier, réussi à provoquer expérimentalement l'apparition de régénérats
multiples chez Phryganidia California et P. cardini. A sa suite, Balazuc (1948,
1955) et plus récemment Penzlin (1965), Bart (1965 a, b, 1966) et Bohn (1965 a, b)
ont tenté de donner une explication à la production expérimentale de régénérats
multiples. Ces études, faites sur les Insectes, ne s'accordent pas toujours avec les
conclusions de Delia Yalle (1913) et de Przibram (1921) qui ont obtenu des
régénérats multiples chez les Batraciens urodèles. D'après Przibram, la section
incomplète d'un membre conduit à l'élaboration d'un régénérât à partir de
chacune des deux lèvres de la plaie, maintenues écartées artificiellement.
Chez les Insectes, la méthode la plus courante pour obtenir des régénérats
multiples consiste à greffer une partie d'appendice sur un autre en lui faisant
subir une rotation de 180° autour de son axe proximo-distal. Dans ces cas-là, le
greffon s'applique exactement sur le porte-greffe et l'explication de Przibram ne
peut convenir. Aussi, les différentes hypothèses avancées pour expliquer les
régénérats multiples s'appuient-elles sur la théorie des champs morphogénétiques de Harrisson (1921) et de Mangold (1929). Chez les Insectes, dans les cas
d'implantation les plus simples, où toutes les faces du moignon et du greffon se
correspondent, l'extrémité du moignon et la base du greffon constitueraient
ensemble un champ morphogénétique capable de régulation à l'intérieur de ses
limites. Lors des implantations avec rotation du greffon de 180° autour de l'axe
proximo-distal, l'harmonie de ce champ serait détruite par inversion de la
'pente' du champ dans une partie de l'appendice opéré: le greffon et le porte-
greffe évolueraient séparément, fournissant chacun un régénérât indépendant.
Le troisième régénérât serait, d'après Bodenstein (1941), le résultat d'influences
1
Adresse de Vauteur: Laboratoire de Zoologie de la Faculté des Sciences de Grenoble,
Cedex 53, 38-Grenoble-Gare, France.
22
E M B 23
338
D. BULLIERE
mécaniques causées par les processus de réparation. Bart (1966) pense que
l'hypoderme joue un rôle prépondérant et que c'est la rencontre des hypodermes
de deux faces opposées qui serait à l'origine des régénérats multiples. Les
expériences que je rapporte ici permettent de donner une nouvelle interprétation
de l'obtention de régénérats multiples, qui s'appuie sur le rôle respectif du portegreffe et du greffon. En réalisant des greffes d'une partie de la patte prothoracique sur un moignon de patte métathoracique dans diverses conditions topographiques, il est possible de reconnaître la qualité pro- ou métathoracique de
chacun des régénérats. Comme on connaît le rôle déterminant du greffon sur la
qualité du régénérât qui s'édifie à son extrémité (Bullière, 1970), on peut en
déduire la part que prennent respectivement le moignon et l'implant à l'élaboration de chacun des régénérats. Dans la majorité des combinaisons étudiées,
l'un des trois régénérats est conforme à la nature du moignon, les deux autres
sont conformes à celle du greffon. Leur disposition sur la patte opérée nous a
permis de conclure que chacune des trois surfaces de sections (la surface distale
du moignon, la surface proximale et la surface distale du greffon) est capable de
donner naissance, chacune indépendamment des deux autres, à un régénérât
complet.
MATERIEL ET METHODES
Matériel
Toutes les expériences ont été faites sur des larves de Blabera craniifer Burm.,
élevées au laboratoire selon la technique déjà décrite (Bullière, 1967, 1968). Les
opérations consistent à implanter des fragments de patte prothoracique (Pj)
droite ou gauche sur des moignons de patte métathoracique (P3) gauche, dans
diverses conditions de rotation des axes du greffon par rapport à l'hôte. On
définit sur chaque appendice, supposé allongé parallèlement à l'axe du corps,
quatre faces par rapport à l'animal: une face interne: près du plan de symétrie
bilatéral; une face externe, opposée à la précédente et dirigée vers le côté; une
face dorsale et une face ventrale, opposées l'une à l'autre.
Chaque appendice comporte un axe proximo-distal. Si on assimile idéalement
l'appendice à un cylindre dont l'axe correspondrait à l'axe proximo-distal de
l'appendice, chaque face est bordée par deux génératrices du cylindre. Les
quatre génératrices qui délimitent les quatre faces, occupent, deux à deux sur le
cylindre, des positions diamétralement opposées. On définit ainsi, sur la surface
de section d'un appendice, quatre secteurs, un interne, un externe, un dorsal et
un ventral (Fig. 1).
Méthodes
La technique de greffe a été décrite précédemment (Bullière, 1970). Le greffon
est prélevé, dans la plupart des cas, sur une larve de l'un des trois derniers stades
larvaires. Dans quelques expériences, des greffons prélevés sur des imagos ont
été utilisés. L'hôte, est toujours une larve de l'un des trois derniers stades
Régénérât s multiples
339
larvaires. Quatre types d'opérations ont été effectués: dans les trois premiers, les
transplantations ont été faites au niveau de la hanche et au niveau du tibia. Pour
les opérations faites sur la hanche, le moignon porte-greffe est constitué par les
deux tiers basaux de la hanche de la P3 gauche de l'hôte. Le greffon correspond
à la moitié distale de la hanche d'une patte prothoracique et du trochanter
attenant. Pour les opérations faites sur le tibia, le moignon porte-greffe est
constitué par les deux tiers basaux du tibia de la P 3 gauche de l'hôte. Le greffon
implanté correspond à la moitié distale du tibia d'une patte prothoracique.
Fig. 1. Dessin d'une patte P 3 gauche, montrant les différents articles et précisant
l'appellation utilisée pour les différentes faces; d = dorsale, v = ventrale, e = externe et i = interne. A droite, coupe transversale schématique montrant les quatre
secteurs interne, externe, dorsal et ventral d'une patte.
1° type: greffe d'une partie de la Px droite sur le moignon de la P3 gauche par
simple translation (Fig. 6 A). Les faces dorsales et ventrales du moignon et du
greffon se correspondent, mais les faces interne et externe du greffon sont dans
le prolongement respectivement des faces externe et interne du moignon.
2° type: greffe d'une partie de la Pj droite sur le moignon de la P3 gauche, après
rotation de la V1 droite de 180° autour de son axe proximo-distal (Fig. 7 A). Les
faces internes et externes du moignon et du greffon sont dans le prolongement
les unes des autres, mais les faces dorsale et ventrale du greffon sont dans le
prolongement respectivement des faces ventrale et dorsale du moignon.
5° type: greffe d'une partie de la Px gauche sur le moignon de la P3 gauche,
après rotation du greffon autour de son axe proximo-distal de 180° ou de 90°
(vers la droite ou vers la gauche) (Fig. 8 A). Aucune des faces du greffon n'est
dans le prolongement de la face homologue du moignon.
4° type: pour étudier le rôle mécanique éventuel du greffon sur la production
de régénérats multiples, j'ai fait des expériences de fissuration longitudinale du
moignon, en plaçant dans la fente, soit une fine lamelle de mica, soit une
membrane de cellophane. Ces expériences ont été faites à l'extrémité du tibia
seulement.
22-2
340
D.
BULLIERE
RESULTATS
On sait (Bullière, 1970) que, dans le cas des greffes où les quatre faces du
greffon sont dans le prolongement des faces homologues du moignon, un seul
régénérât est élaboré à l'extrémité du greffon, avec une orientation tout-à-fait
normale; ce régénérât est toujours conforme à la qualité du greffon. Dans les
expériences rapportées ici, deux faces au moins du greffon ne sont pas dans le
prolongement des faces homologues du moignon: dans ces cas on observe la
formation de régénérats multiples, généralement au nombre de trois, exceptionnellement de deux ou un seulement. Notons d'entrée que les résultats ne
varient pas avec le stade larvaire ou imaginai du greffon. Il ne sera donc plus
fait mention, dans la suite, de l'âge du donneur. Par ailleurs, pour l'évaluation
des résultats, seuls ont été retenus les cas où le greffon est resté vivant.
1° type: greffes de P1 droite sur P3 gauche sans rotation (Tableau 1) (Fig. 6)
(a) Opérations pratiquées au niveau de la hanche (Fig. 2 A, B, C et D). Au
moment de la mue post-opératoire, il y a généralement libération de trois
régénérats disposés approximativement dans un même plan, sensiblement
frontal (Fig. 2 A, B et C). Sur ces trois régénérats, deux sont du type Px et un du
type P3. Le plus souvent les deux régénérats du type Px apparaissent près du
plan de symétrie bilatérale de l'animal et sont placés face interne contre face
interne ou face externe contre face externe, de sorte qu'ils sont symétriques l'un
de l'autre par rapport au plan qui les sépare. Parfois, ils sont plus ou moins
complètement soudés l'un à l'autre (Fig. 2D). Le régénérât du type P 3 occupe le
plus souvent une position latérale, éloignée du plan de symétrie. Exceptionnellement il peut être placé près du plan de symétrie, en position interne. Ces trois
appendices ne se déploient généralement pas conformément à leur insertion
basale à cause du manque de place et ils apparaissent souvent plus ou moins
tordus.
(b) Opérations pratiquées au niveau du tibia (Fig. 2E et F, Fig. 3 A). L'interprétation est plus difficile que dans la greffe de hanche car, dans de nombreux
cas (25 sur 47) (Tableau 1), il est impossible de caractériser la nature pro- ou
métathoracique des régénérats apparus au contact greffon-moignon et, par suite,
d'en préciser la disposition. On ne peut en effet fonder la distinction entre la Px
et la P 3 que sur la morphologie du tarse et l'articulation du tarse sur le tibia. De
plus on ne peut pas suivre l'évolution de ces régénérats durant plusieurs mues,
car au moment de la deuxième ou troisième exuviation post-opératoire, ces
régénérats, groupés à l'extrémité du moignon, représentent un volume de tissus
tel qu'ils ne peuvent se retirer de l'exuvie et restent accrochés au niveau de
l'articulation fémur-tibia. Cette articulation forme un étranglement qui gêne
l'exuviation de l'appendice P 3 gauche lorsqu'il est trifurqué, et provoque le
dessèchement et même l'arrachement des différents régénérats. Cependant, dans
3
83
Type
A
2
78
0
0
A
47
28
Total
11
20
,
l.G.3t
3
3
G.1.3
A
2
5
3.G.1
1
3
3.1.G
25
2
^
N
Indéterminé
Disposition de l'intérieur vers l'extérieur
A
3 régénérats
32
13
N
Type
P3
40
34
Total
r
2 régénérats
6
5
3
2
1
0
0
0
0
3
0
4
2
1
2
8
23
25
5
4
4
1
0
3
1
0
0
0
0
3
0
% Le signe + , place entre G et I (G + 1) ou 1 et 3 (1 +3), indique que le régénérât
résulte vraisemblablement de la fusion de G et de 1, ou de 1 et de 3.
1
3
3 régénérats
2 régénérats
A
*
\i
N
Disposition du ventre vers le dos
Disposition du ventre vers le dos
A
,
*
»
,
,
l . G . 3 | G.1.3 3.G.I
3.1.G
Indéterminé
Total G + 1 . 3 J 3 . G + 1 3 + 1.G G . 1 + 3 Indéterminé
Régénérats multiples
2
A
s
Disposition de l'intérieur vers l'extérieur
,
*
-,
Total G + 1 . 3 J 3 . G + I 3 + 1.G G . 1 + 3 Indéterminé
/
Tableau 2. Greffe de Px droite sur P 3 gauche avec rotation de la Py
droite de 180° autour de l'axe proximo-distal
27
16
\
Type
P3
Régénérât
simple*
,
Type
PL
0
0
,
Type
P1
,
* Ce régénérât est toujours du type moignon et correspond au cas de régénéra
tion après dessèchement du greffon (Bullière, 1970).
f 1 = Régénérât de type P1( fixé au niveau de la séparation moignon-greffon.
G = Régénérât de type P\, fixé sur l'extrémité distale du greffon.
3 = Régénérât de type P3, fixé au niveau de la séparation moignon-greffon.
5
56
Absence
,
de
Nb. régénérât
3
52
Opération
Greffe de
hanche
Greffe de
tibia
,
Greffe de
hanche
Greffe de
tibia
Opération
Absence
,
*
de
s
Type
N b . régénérât
A
Régénérât
simple*
Régénérats multiples
Tableau 1. Greffe de P1 droite sur P3 gauche sans rotation du greffon autour
de Vaxe proximo-distal
342
D. B U L L I E R E
Régénérats
multiples
343
22 cas sur 47 résultats positifs et 83 opérations effectuées, on retrouve des
résultats semblables à ceux obtenus pour les opérations effectuées sur l'extrémité de la hanche.
2° type: greffes de P1 droite sur P3 gauche après rotation de
180° de la P1 autour de Vaxe proximo-distal (Tableau 2, Fig. 7)
(a) Opérations pratiquées au niveau de la hanche (Fig. 3B, C, D et E). Au
moment de la mue post-opératoire, il y a presque toujours libération de trois
régénérats disposés dans trois plans superposés dorso-ventralement (Fig. 3B,
C et D). Sur les trois régénérats, deux sont du type F± et un du type P 3 . Les deux
régénérats du type Pj sont toujours groupés et occupent généralement la partie
dorsale, beaucoup plus rarement la partie ventrale de la hanche moignon. La
position du régénérât P 3 est donc souvent ventrale, rarement dorsale, par
rapport aux deux régénérats P^ Nous n'avons jamais observé un régénérât P 3
qui serait placé entre les deux P x . Dans un petit nombre de cas deux régénérats
seulement se sont formés, un du type P 3 et un du type P x (Fig. 3 E).
(b) Opérations pratiquées au niveau du tibia. Les résultats sont tout-à-fait
comparables, mais comme précédemment, l'interprétation est difficile. Il est
souvent impossible de différencier les régénérats en P x et P 3 . De même leur disposition à l'extrémité du tibia est souvent ininterprétable pour les raisons que
nous avons déjà vues.
3° type: cas des greffes de P1 gauche sur P3 gauche après rotation du greffon
autour de son axe proximo-distal (Tableau 3, Fig. 8)
(a) Rotation de 90° : opérations pratiquées au niveau de la hanche ou du tibia.
Un seul régénérât distal a été élaboré, conforme à la qualité P x du greffon. Au
cours des mues suivantes, l'orientation du régénérât tend à devenir conforme à
celle du porte-greffe. Les résultats sont identiques, quel que soit le sens de la
rotation, vers la droite ou vers la gauche.
FIGURE 2
(A, B, C et D) Résultats des greffes d'extrémité de hanche de patte prothoracique
(Px) droite sur moignon de hanche métathoracique (P3) gauche, par translation
sans rotation. (A, B et C) les trois pattes régénérées sont disposées dans un même
plan frontal. On reconnaît deux régénérats de type Px (1 et g) et un de type P3 (3).
Le régénérât g a été élaboré à l'extrémité du greffon et conserve l'orientation du
greffon; le régénérât 1 a été élaboré vers la base du greffon et est symétrique du
régénérât g par rapport au plan qui les sépare. Le régénérât 3 a été élaboré dans le
moignon P3 et a une orientation conforme à ce moignon. (D) les deux régénérats du
type Pi sont partiellement soudés par leurs faces externes. Ax 3; B-D x 10.
(E et F) Greffe de tibia de Px droite sur moignon (m) de tibia de P3 gauche. (E)
Exuvie d'une larve montrant le tibia Px droit greffé sur le tibia P3 gauche. (F) Même
larve après la mue post-opératoire. On reconnaît le régénérât g du type greffon
élaboré à l'extrémité du greffon, le régénérât .1 du type greffon issu de la base du
greffon et le régénérât 3 du type moignon issu de l'extrémité du moignon, x 4.
344
D. BULLIERE
Régénérats multiples
345
(b) Rotation de 180°. Opérations pratiquées au niveau de la hanche (Fig. 4D).
On observe la formation tantôt d'un seul régénérât qui est de type P1? tantôt de
deux régénérats dont l'un est de type P1 et l'autre de type P 3 , tantôt de trois
régénérats dont l'un est de type P 3 et les deux autres du type P1 (Tableau 3). Dans
le cas des régénérats multiples, le régénérât qui est à l'extrémité du greffon est
conforme à la qualité et à l'orientation de celui-ci. Le régénérât du type du
greffon, qui apparaît à la limite moignon-greffon, est symétrique du régénérât
élaboré à l'extrémité du greffon par rapport au plan qui l'en sépare. Le régénérât
du type moignon montre une orientation conforme à celle du moignon. Dans le
cas où il y a élaboration d'un seul régénérât, l'orientation de celui-ci, conforme à
l'orientation du greffon à la première mue post-opératoire (Fig. 4D), tend, au
cours des mues suivantes, à prendre une orientation conforme au moignon.
Dans le cas où il y a élaboration de deux régénérats, leur fusion plus ou moins
complète rend difficile toute interprétation. Jamais nous n'avons observé deux
régénérats de type P 3 .
Opérations pratiquées au niveau du tibia (Fig. 4 A, B, C et E). Le plus souvent il y
a élaboration d'un seul régénérât (Fig. 4 E), du type du greffon, mais dans un
certain nombre de cas, trois régénérats se sont formés (Tableau 3, Fig. 4 A
et B). Dans le cas des régénérats multiples, le régénérât qui apparaît à l'extrémité
du greffon a une orientation conforme au greffon. Le régénérât du type P 3 qui
apparaît à la limite moignon-greffon a une orientation à peu près conforme à
celle du moignon. Le régénérât du type P x qui apparaît à la limite moignongreffon est souvent opposé face interne contre face interne ou face externe contre
face externe avec le régénérât Pj élaboré à l'extrémité du greffon, mais peut aussi
occuper n'importe quelle position intermédiaire (Fig. 4 A et B). Cependant les
deux régénérats Fx sont toujours symétriques par rapport au plan qui les sépare.
Parfois les trois régénérats apparaissent plus ou moins complètement soudés
(Fig. 4C).
FIGURE 3
(A) Résultat d'une greffe avec translation sans rotation de tibia Px droit sur moignon
de tibia P3 gauche. On reconnaît le régénérât g, du type P1} élaboré à l'extrémité du
greffon, orienté conformément au greffon. Le régénérât 1, du type greffon, issu de la
base du greffon, est symétrique de # par rapport au plan qui l'en sépare. Remarquer
sur le 'tibia-greffon' la ligne plus claire qui semble correspondre à une génératrice
du cylindre patte et qui souligne la continuité existant entre les deux régénérats du
type Px. On reconnaît le régénérât 3, du type moignon, avec une orientation conforme
au moignon, x 11.
(B, C, D et E) Résultats des greffes d'extrémité de hanche de Pj droite sur P3 gauche
avec rotation du greffon de 180°. (B, C et D) On observe les trois régénérats disposés
dans trois plans superposés dorso-ventralement. On reconnaît les deux régénérats du
type greffon, 1 et g, symétriques par rapport au plan qui les sépare. (On identifie
assez facilement les faces ventrales et dorsales des deux régénérats grâce à une
languette qui termine ventralement la hanche: voir Fig. 1.) Le régénérât g a une
orientation conforme au greffon; le régénérât 3 est orienté conformément au
moignon. (E) On observe deux régénérats seulement, un de type P3, un de type Px qui
résulteraient de la fusion des deux régénérats g et 1. B x 3; C-E x 10.
Nb.
28
48
36
121
Rotation
ƒ 90°
1180°
j 90°
I l 80°
18
20
22
63
2
3
0
1
8
14
14
39
Type
P.,
Disposition
0
1
0
3
2
1
0
14
0
15
Nb.
total
2
4
1
0
1
0
0
1
3
2
Du ventre vers le dos
1
0
8
2
Indéterl . G . 3 f 3 . 1 . G 1 . G . 3 G . 1 . 3 3 . G . 1 3 . 1 . G minée
De l'intérieur
vers l'extérieur
Disposition des régénérats
Régénérats triples
% Le signe + entre G et 1 (G + l) indique que le régénérât résulte vraisemblablement de la fusion de G et de 1.
1
0
InDéterN b . minée: détertotal G + l . 3 i minée
* Le régénérât est du type Px lorsque le greffon se soude, reste vivant et qu'il
n'y a pas formation de régénérats multiples.
Le régénérât est du type P 3 lorsque le greffon se dessèche ou tombe.
f 1 = régénérât de type Px, fixé au niveau de la séparation moignon-greffon.
G = régénérât de type Pi, fixé à l'extrémité distale du greffon.
3 = régénérât de type P3, fixé au niveau de la séparation moignon-greffon.
Greffe de tibia
Greffe de hanche
Opération
Type
Pi
Absence
de
régénérât
Régénérât
simple*
Régénérats
doubles
Tableau 3. Grejfe de Px gauche sur P3 gauche avec rotation du greffon autour de l'axe proximo-distal
D. B U L L I E R E
Régénérais
multiples
341
4° type
Aucune des expériences de fissuration du blastème n'a abouti à la production
de régénérats multiples. Dans les cas les plus favorables, le tibia est apparu à la
mue post-opératoire avec le tiers distal clivé en deux, mais avec un seul tarse
souvent mal formé.
INTERPRETATION ET DISCUSSION
L'interprétation des régénérats multiples est fondée, d'une part, sur la
qualité régionale de chacun des trois régénérats et, d'autre part, sur leur position
par rapport au moignon et au greffon.
On sait que la qualité régionale d'un régénérât d'appendice est toujours conforme à celle des tissus vivants, situés en arrière de la surface de section (Bullière, 1970). Dans le cas des régénérats triples obtenus après implantation d'un
greffon P1 sur un moignon P3, tous les résultats sont concordants: deux des
régénérats sont du type Px (conforme à l'origine du greffon), le troisième est du
type P 3 (conforme à la nature du moignon). La caractérisation de la qualité Px
ou P 3 des régénérats est particulièrement aisée et se fait sans ambiguité dans le
cas des opérations pratiquées au niveau de la hanche, en raison de la longueur
des parties régénérées. Pour les expériences faites à l'extrémité du tibia, l'identification des régénérats, constitués seulement de l'articulation tibio-tarsienne et
du tarse, est plus difficile. Cependant, même dans ce dernier cas, aucun résultat
ne permet de conclure à l'édification de régénérats de caractère mixte, à celle de
trois régénérats de même qualité régionale, ou encore à celle de deux régénérats
de type moignon et un de type greffon. On peut donc conclure que deux des
régénérats sont élaborés—ou au moins déterminés—par les tissus du greffon
alors que le troisième l'est par les tissus du moignon.
L'observation de la disposition topographique des trois régénérats fournit des
indications complémentaires indispensables à la compréhension des facteurs qui
président à la production d'un régénérât triple. L'interprétation des résultats est
à nouveau plus facile à l'extrémité de la hanche qu'au niveau du tibia. Cependant, dans quelques cas particulièrement favorables, la longueur du tibia greffé
permet d'identifier avec certitude le lieu où chacun des trois régénérats s'est
édifié (Fig. 2F et Fig. 3A). Là encore les résultats sont tous concordants: deux
des régénérats sont implantés au niveau de la surface de cicatrisation entre
l'extrémité du moignon et la base du greffon (régénérats proximaux) ; le troisième
est fixé à l'extrémité du greffon (régénérât distal).
Le régénérât distal est toujours conforme à la qualité du greffon. Cette constatation est en accord avec le résultat que j'ai obtenu précédemment (Bullière,
1970), dans le cas d'un greffon Px dont les quatre faces sont dans le prolongement des faces homologues du moignon P3. C'est le cas banal de la régénération
distale sous le contrôle exclusif des tissus voisins de la surface de section.
Les deux régénérats proximaux sont toujours, l'un conforme au greffon, l'autre
348
D. B U L L I E R E
Régénérais multiples
349
au moignon. Comment ces deux régénérats prennent-ils naissance, à partir d'une
zone qui n'offre pas de surface de section libre? Après amputation simple d'une
partie d'appendice, la surface de section du moignon est, bien entendu, capable, si
elle est laissée libre, de régénérer les parties manquantes. De plus, il a été démontré
(Bohn, 1965 a, b; Bullière, 1970) qu'un tronçon d'appendice a la propriété
d'édifier un régénérât normal par l'une et l'autre de ses deux surfaces de section.
Si le tronçon est greffé par sa surface proximale, sa surface distale, libre, régénère,
ce qui n'a rien d'étonnant. De même, si le tronçon est implanté par sa surface de
section distale, après inversion de 180° de son axe proximo-distal, la surface
proximale, libre, est également capable de produire un régénérât, dont l'orientation proximo-distale est opposé à celle du greffon. Si l'on prend soin dans ces
expériences de mettre en coïncidence toutes les faces homologues du moignon
et du greffon, aucun régénérât surnuméraire n'apparaît. Nous pensons que,
dans le cas contraire, où les faces homologues du moignon et du greffon ne sont
pas en continuité les unes des autres, chacune des deux surfaces de section, qui
sont affrontées lors de la greffe (surface distale du moignon et surface proximale
du greffon), conservent chacune leur individualité morphogénétique et restent
capables d'exprimer, chacune pour son propre compte, leurs potentialités de
régénération, comme si elles n'étaient pas au contact l'une de l'autre.
La production des régénérats multiples peut trouver une explication simple, si
l'on admet que chaque niveau de l'appendice exprime ses potentialités morphogénétiques dès qu'il se trouve privé du contact avec les tissus qui lui sont
normalement contigus.
Dans le cas de régénération simple, après section d'une portion distale de
l'appendice, la surface de section, dénudée, devient le siège d'un champ morphogénétique qui tend, par la restitution des parties manquantes, de replacer les
tissus du moignon dans les conditions normales de contact avec les tissus
distaux néoformés. Un tel champ morphogénétique se manifeste aussi dans le
FIGURE 4
Greffe de V1 gauche sur P3 gauche avec rotation du greffon de 180° environ. (Fig. A,
B, C et E: greffes de tibia sur tibia; Fig. D: greffe de hanche sur hanche.)
(A et B) On reconnaît trois régénérats, un de type P3 (3) orienté conformément au
moignon, et deux de type Px (g et 1). Le régénérât g est issu de l'extrémité du
greffon et a une orientation conforme au greffon, le régénérât 1 est symétrique
de g par rapport au plan qui l'en sépare (voir Fig. 8), et son orientation dépend de
son point de sortie au niveau du contact moignon-greffon. A x 6; B x 10.
(C) Les trois régénérats sont soudés. La régulation a été complète au niveau du
dernier article du tarse où l'on observe une seule paire de griffes, mais incomplète
au niveau des premiers articles où les trois régénérats sont partiellement
individualisés (flèches), x 9.
(D) Un seul régénérât a été élaboré bien que le régénérât du type greffon, et issu
du greffon, apparaisse tourné de 180° par rapport au moignon, x 6.
(E) Un seul régénérât a été élaboré à l'extrémité du greffon bien que celui-ci apparaisse tourné de 150° environ par rapport au moignon, x 6.
350
D. BULLIERE
cas où la surface de section ne reste pas libre à l'extrémité du moignon, comme
le montre le résultat d'expériences qui mettent au contact l'un de l'autre deux
niveaux différents d'un appendice. Si l'on implante, par exemple, l'extrémité
d'un tibia avec son tarse sur la base d'un tibia (Bohn, 1966; Bullière, données
inédites), éliminant ainsi, entre les deux surfaces de section, toute la partie
moyenne du tibia, la régénération reconstitue cette portion manquante. Les
tissus intercalaires régénérés éloignent l'un de l'autre les niveaux différents que
la greffe avait rapprochés. Chaque niveau restitue à son voisinage les tissus
auxquels il est normalement attenant.
Ce phénomène de régénération des parties intermédiaires est connu dans
d'autres groupes, chez les Planaires par exemple (Sengel, 1960), où l'association
en culture d'un blastème céphalique et d'un blastème caudal aboutit à l'édification d'une zone pharyngienne intermédiaire entre les deux extrémités.
Pour ce qui est de la régénération après l'implantation d'un tronçon d'appendice sur la surface de section du moignon, nous n'allons considérer que le cas où
la surface proximale de section du greffon appartient approximativement au
même niveau que la surface de section du moignon (cette condition est réalisée,
par exemple, quand la moitié distale de la hanche est greffée sur la moitié proximale de hanche ou quand la moitié distale du tibia est implantée sur la moitié
proximale de tibia). Deux cas peuvent se présenter: (1) les quatre faces du
greffon sont placées dans le prolongement des faces homologues du moignon ;
(2) deux au moins des faces du greffon ne coïncident pas avec leurs homologues
dans le moignon. A l'intérieur de cette deuxième possibilité, nous distinguerons
plus loin deux modalités: (a) celle où deux faces seulement du greffon ne coïncident pas avec leurs homologues du moignon (expériences des premier et
deuxième types); (b) celle où chacune des quatre faces du greffon est décalée de
90° ou de 180° par rapport à la face homologue du moignon (expérience du
troisième type).
Dans le cas où les quatre faces du greffon sont placées dans le prolongement
des faces homologues du moignon, il existe un seul lieu le long de l'appendice où
des tissus sont privés de leur voisinage normal: c'est la surface libre distale du
tronçon greffé. Cette surface est dès lors le siège d'un champ morphogénétique
qui donne naissance à l'unique régénérât à l'extrémité du greffon.
Dans le cas où deux au moins des faces du greffon ne coïncident pas avec
leurs homologues dans le moignon, trois champs morphogénétiques s'instaurent
le long de l'appendice. L'un d'eux, comme précédemment, est situé à l'extrémité
libre du tronçon greffé. Les deux autres prennent naissance au niveau des deux
surfaces affrontées, dont les secteurs ne sont pas en coïncidence. Dans les greffes
du premier type, la face interne du moignon est en contact avec la face externe du
greffon; dans celle du deuxième type, la face dorsale du moignon est en contact
avec la face ventrale du greffon. Ainsi la moitié des deux surfaces de section
affrontées est privée d'un voisinage tissulaire normal. Cette condition suffit à
déclencher la régénération dans la partie distale du moignon et la partie proximale
Régénérats multiples
351
du greffon. Chacun des trois champs morphogénétiques édifie donc un régénérât
indépendamment des deux autres. Tout se passe comme si les trois surfaces
de section étaient libres. Dans ces expériences, on réalise, en quelque sorte, la
culture in vivo d'un tronçon d'appendice, qui régénère par ses deux bouts,
indépendamment du porte-greffe.
Il reste à expliquer la différence entre les résultats obtenus, d'une part, dans
les expériences des premier et deuxième types, d'autre part, dans celles du
troisième type. Comme je l'ai indiqué plus haut, dans les greffes des premier et
deuxième types, seules deux des faces du greffon ne coïncident pas avec leurs
homologues dans le moignon: lorsque les faces dorsale et ventrale du greffon et
du moignon sont en continuité, la face externe du greffon est dans le prolongement de la face interne du moignon et inversement (premier type); lorsque les
faces externes et internes du greffon et du moignon coïncident, la face dorsale du
greffon fait suite à la face ventrale du moignon et inversement (deuxième type).
Dans les greffes du troisième type, aucune des faces du greffon n'est en correspondance avec son homologue dans le moignon.
Les deux premiers types de greffes aboutissent, dans la majorité des cas, à la
formation de régénérats triples (149 régénérats triples, 19 régénérats doubles et
aucun régénérât simple de type P2). (Les seuls régénérats simples qui aient été
obtenus sont toujours du type P3 et correspondent aux cas où la greffe a échoué
cf. Bullière, 1970.) Le troisième type ne produit jamais de régénérats multiples
dans le cas des rotations de 90° du greffon par rapport au moignon autour de
son axe proximo-distal, et rarement (25 régénérats triples, 4 régénérats doubles
et 85 régénérats simples de type Px) dans le cas de la rotation de 180°. On a vu
que, après rotation de 90° ou de 180°, le régénérât unique tend à acquérir progressivement, au cours des mues post-opératoires, une orientation de ses faces
conforme à celles du moignon. Il suffit en effet d'une rotation de 90° ou de 180°,
selon le cas, pour que les quatre faces du moignon et du greffon se retrouvent en
coïncidence. Tout se passe comme si les faces homologues du moignon et du
greffon se 'recherchaient' et tendaient, pour se remettre en coïncidence, à faire
tourner le greffon sur lui-même. La greffe avec rotation du greffon crée en
quelque sorte, au niveau de la suture, un équilibre labile, qu'une nouvelle rotation du greffon peut rendre stable. Une telle rotation semble s'effectuer dans tous
les cas de décalage des faces de 90° et aucun régénérât multiple n'est jamais
observé. Au contraire, on conçoit que cette rotation ait plus de peine à se
réaliser en temps utile dans le cas d'un décalage de 180°. Les régénérats multiples
qui sont élaborés représentent sans doute les cas où cette rotation de stabilisation n'a pu, pour des raisons qui nous échappent, s'effectuer assez rapidement.
Il est bien évident qu'un tel rétablissement de l'orientation des faces du greffon,
en concordance avec celles du moignon, est impossible à obtenir, par une simple
rotation, dans le cas où deux faces seulement ne se correspondent pas. En effet,
le fait que deux des faces du greffon soient d'emblée dans le prolongement des
faces homologues du moignon constitue certainement par lui-même un facteur
352
D. BULLIERE
stabilisant qui empêche toute rotation du greffon autour de son axe. De plus,
toute rotation qui tendrait à rapprocher l'une de l'autre les faces homologues
diamétralement opposées au départ, éloignerait du même coup les faces initialement concordantes.
-—- Moignon
*
-Greffon
P,
Tarse P
(1)
FIGURE 5
(A) Schéma montrant les trois régénérats en place à l'intérieur d'un tibia greffé.
Régénérats 3 = type moignon, g et 1 = type greffon.) e, i, faces externe, interne,
(B) Même patte, après la mue post-opératoire, montrant les trois régénérats et leur
orientation. (Le pointillé souligne la séparation entre moignon et greffon.)
L'interprétation des régénérats triples donnée plus haut permet d'expliquer les
cas de régénérats doubles de la façon suivante. Si le greffon se dessèche partiellement et que la partie vivante est très courte, il est possible que les deux blastèmes—
proximal et distal—appartenant au greffon, fusionnent et conduisent à la libération d'un seul régénérât du type greffon. A l'extrémité du moignon, un deuxième
régénérât, du type moignon, est élaboré, comme précédemment. En ce qui
concerne les régénérats doubles à morphologie régionale indéterminable, on peut
envisager que l'un des deux résulte de la fusion entre le blastème du moignon et
le blastème proximal du greffon, ce qui aboutirait à la formation d'un régénérât
'mixte' de caractère intermédiaire entre Px et P3. Si cette interprétation est
exacte, au demeurant difficile à démontrer, il est remarquable de constater que la
fusion de deux blastèmes hétérologues, pourtant topographiquement proches
Régénérats multiples
353
l'un de l'autre — de part et d'autre de la surface de contact entre moignon et
greffon — se réalise moins fréquemment que celle des deux blastèmes homologues du greffon—pourtant séparés l'un de l'autre par toute l'étendue de celui-ci.
L'hypothèse selon laquelle c'est le contact entre l'hypoderme des deux faces
opposées qui serait à l'origine des régénérats multiples (cf. Bart, 1966) semble
devoir être rejetée. C'est plutôt l'absence de relation de contact normale entre
l'hypoderme de deux faces au moins ou de deux secteurs non concordants qui
paraît être à l'origine des champs morphogénétiques, donc de l'élaboration des
Greffon
6 cas
A
A
,C
4 cas
FIGURE 6
Discontinuité pour les faces internes et externes (Fig. 2 A à F et Fig. 3 A).
(A) Schéma montrant sur des coupes transversales les orientations du moignon et du
greffon dans le cas d'une discontinuité physiologique entre les faces internes et
externes du moignon et du greffon, (d, v, e, i = faces dorsale, ventrale, externe et
interne.)
(B et C) Schémas montrant les différentes positions et les différentes orientations
des trois régénérats; g = régénérât du type Px issu de l'extrémité distale du greffon
avec une orientation conforme à ce greffon; 1 (type P^ et 3 (type P 3 ): régénérats
apparus au niveau du contact moignon-greffon. (Le trait tireté encadre les éléments
du type greffon.)
(B) Les régénérats .1 et 3 sortent chacun au niveau de l'une des deux discontinuités
interne-externe. (C) Les 2 régénérats 1 et 3 sortent au niveau du contact moignongreffon par la même discontinuité interne-externe. Le régénérât 3 a toujours une
orientation conforme au moignon, les régénérats 1 et g sont toujours symétriques
par rapport au plan qui les sépare.
régénérats multiples. En effet, si l'on admet que le contact de l'hypoderme des
deux faces opposées provoque la formation des régénérats, ceux-ci devraient
présenter des caractères mixtes, c'est-à-dire, dans nos expériences, des caractères
intermédiaires entre Px et P3. Or dans tous les cas, au niveau de la suture, un
régénérât est du type P3 et l'autre est du type P^ Il n'est guère possible d'envisager, dans l'association, l'action prépondérante d'une face sur l'autre. De plus,
dans ces cas-là, les régénérats devraient toujours être situés de part et d'autre de
23
E M B 23
354
D. BULLIERE
la base du greffon, aux endroits précis de la circonférence de l'appendice où
existent les contacts anormaux. Or, si généralement les deux régénérats proximaux sortent bien aux endroits de ces contacts anormaux, ce n'est pas une règle
absolue (Tableaux 1, 2 et 3).
31 cas
6 cas
FIGURE 7
Discontinuité pour les faces dorsales et ventrales (Fig. 3B, C, D et E).
(A) Schéma montrant sur des coupes transversales les orientations du moignon et
du greffon dans le cas d'une discontinuité physiologique entre les faces dorsales et
ventrales du moignon et du greffon (d, v, e, i = faces dorsale, ventrale, externe et
interne).
(B et C) Schémas montrant les différentes positions et les différentes orientations des
trois régénérats; g = régénérât du type Px issu de l'extrémité distale du greffon, avec
une orientation conforme à ce greffon ; 1 (type P ^ et 3 (type P3) = régénérats apparus
au niveau du contact moignon-greffon (le trait tireté encadre les éléments du type
greffon).
(B) Les régénérats 1 et 3 sortent chacun au niveau de l'une des deux discontinuités
dorso-ventrales. (C) Les régénérats 1 et 3 sortent tous les deux au niveau de la même
discontinuité dorso-ventrale.
Le régénérât 3 a toujours une orientation conforme au moignon, les régénérats g et 1
sont toujours symétriques par rapport au plan qui les sépare.
On peut donc schématiser l'explication que nous proposons par la Fig. 5,
qu'il faut rapprocher de la Fig. 3 A. De même, l'ensemble des résultats peut être
résumé par les schémas suivants: (Fig. 6, 7, 8).
On peut imaginer que, dans un appendice normal entier, les tissus des différents niveaux et ceux des différentes faces exercent les uns sur les autres une
continuelle action répressive réciproque, qui empêche l'expression des propriétés
morphogénétiques dont ils sont normalement doués. Il suffit qu'une portion
d'appendice soit privée de ce voisinage inhibiteur, pour que les mécanismes de la
régénération se déclenchent. Des tissus appartenant à deux niveaux différents
ou à deux faces différentes de l'appendice sont incapables d'exercer l'un sur
Régénérats multiples
355
l'autre cette action inhibitrice. Selon cette interprétation, l'appendice normal
serait le siège d'un état stationnaire, dont l'équilibre serait rompu par la levée
d'influences inhibitrices.
6 cas
3 cas
Moignon
e
Plans de symétrie entre 1 et g
Greffon
FIGURE
8
Discontinuité pour les quatre faces des appendices (Fig. 4 A à E).
(A) Schéma montrant sur des coupes transversales les orientations du moignon et du
greffon dans le cas d'une discontinuité physiologique entre les quatre faces (d, v, i
et e = faces dorsale, ventrale, interne et externe).
(B) Schéma montrant quelques-unes des positions respectives des trois régénérats.
Le régénérât g, du type greffon, est issu de l'extrémité distale du greffon et a une
orientation conforme au greffon. Les régénérats 1 (type P^ et 3 (type P3) sortent au
niveau du contact moignon-greffon, en n'importe quel point de la discontinuité
physiologique. Le régénérât 3 a une orientation conforme au moignon. Le régénérât
1 est symétrique du régénérât g par rapport au plan qui les sépare. (Le trait tireté
encadre les éléments du type greffon.)
RESUME
Chez Blabera craniifer, des régénérats multiples sont obtenus par la greffe de
parties de patte prothoracique (Px) droite ou gauche sur un moignon de patte
metathoracique (P3) gauche. Le greffon est mis en place de telle façon que deux
de ses faces au moins ne correspondent pas aux faces homologues du moignon.
A la mue post-opératoire, trois régénérats sont généralement libérés. L'un est
de type P3 et est inséré à l'extrémité du moignon. Les deux autres sont de type
Pj: l'un est fixé à la base, l'autre à l'extrémité du greffon.
La qualité régionale et la disposition des régénérats triples nous permet de
proposer l'interprétation suivante: la régénération est déclenchée chaque fois
que l'opération rompt le contact entre des tissus normalement attenants.
Une ablation simple conduit à la libération d'une surface de section, qui,
privée du contact avec les tissus distaux, devient le siège d'une activité morphogénétique, conduisant à son tour à l'édification des parties manquantes.
23-2
356
D. B U L L I E R E
Une implantation sans concordance entre les faces homologues du moignon et
du greffon aboutit à l'instauration de trois centres d'activité morphogénétique :
à l'extrémité du greffon, à la base du greffon et à l'extrémité du moignon. Les
surfaces de section affrontées du moignon et du greffon, n'étant pas en contact
avec des tissus auxquels elles sont normalement contiguës, se comportent en
effet comme si elles étaient libres: le greffon peut être considéré comme un
tronçon d'appendice cultivé in vivo et régénérant par ses deux bouts, indépendamment du moignon, qui élabore lui-même un régénérât.
Dans une patte normale, qui n'est pas en régénération, les propriétés morphogènes des tissus sont vraisemblablement réprimées par des influences inhibitrices issues des tissus voisins. La rupture de contact entre ces tissus lève
l'inhibition.
SUMMARY
The significance of multiple regenerates in insects
Multiple regenerates are obtained by grafting parts of the right or left prothoracic leg (PL) on the stump of the left metathoracic leg (P3), in the cockroach
Blabera craniifer. The graft is inserted so that two of its faces at least do not
correspond to the homologous faces of the stump.
At the post-operative moult, three regenerates are generally produced. One
of them is of P 3 type and carried by the extremity of the stump. The other two
are of Pj type: one is located at the base, the other one at the tip of the graft.
The regional nature and the position of the triple regenerates lead us to
propose the following interpretation: regeneration is triggered off each time the
operation breaks the contact between tissues which are normally adjacent.
A mere removal leads to the liberation of tissues at the sectioned surfaces,
which, deprived of contact with distal tissues, become the site of a morphogenetic
activity. This activity results in turn in the formation of the missing parts.
An implantation without matching between the homologous faces of the
graft and the stump leads to the formation of three centres of morphogenetic
activity : at the extremity of the graft, at the base of the graft and at the extremity
of the stump. The abutting surfaces of section of the stump and the graft, not
being in contact with tissues with which they are normally contiguous, behave in
fact as if they were free : the graft may be considered as a leg fragment cultivated
in vivo and regenerating at both its ends, independently of the stump, which
itself forms a regenerate.
In a normal limb, which is not in the process of regeneration, the morphogenetic properties of the tissues are possibly repressed by inhibitory influences
from the neighbouring tissues. The rupture of contact between these tissues
suppresses the inhibition.
Ce mémoire constitue une partie de la thèse qui sera présentée par l'auteur devant la
Faculté des Sciences en vue de l'obtention du grade de docteur es sciences.
Régénérats multiples
357
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