/. Embryo!, exp. Morph. Vol. 23, 1, pp. 79-108, 1970
Printed in Great Britain
79
Analyse autoradiographique
de la localisation des différentes ébauches
présomptives dans la ligne primitive de
l'embryon de Poulet
Par G. N Ï C O L E T 1
Institut d''Histologie et d'Embryologie, Laboratoire
d'Embryologie expérimentale, Université de Genève
Le problème de la localisation des ébauches présomptives chez les Oiseaux
est actuellement l'un des thèmes les plus controversés de la littérature embryologique (Gräper, 1929; Wetzel, 1929, 1936; Pasteeis, 1937; Rudnick, 1944, 1948;
Spratt, 1955). Une nouvelle analyse de ce problème s'impose, encore faut-il que
la méthode employée soit réellement capable d'obvier aux désavantages des
techniques de marquage usuelles. En effet, en particulier chez les Oiseaux, ni la
technique de coloration locale au bleu de Nil, ni l'apposition de fines particules
ne donne la garantie formelle que la marque se rapporte strictement au même
ensemble de cellules du début à la fin des expériences. Nous croyons que l'emploi
de la thymidine tritiée comme marqueur nucléaire peut surmonter cet obstacle.
Ce radioisotope s'incorpore spécifiquement dans l'ADN et ne se transmet
qu'aux cellules-filles issues de cellules marquées. Cette technique a déjà été
employée à plusieurs reprises chez le Poulet. Weston (1963) a étudié la migration
des éléments de la crête neurale, Rosenquist & De Haan (1966) ainsi que OrtsLlorca & Collado (1967) ont analysé la morphogénèse du cœur. Modak (1966)
s'est consacré au problème de la régénération de l'endoblaste, alors que Rosenquist (1966) et Nicolet (1965, 1967) ont précisé la destination des cellules provenant de diverses régions du blastoderme.
Rosenquist a surtout étudié la destination des cellules issues soit de territoires
prélevés dans le feuillet externe, soit de régions de l'endo-mésoblaste déjà mis en
place. Pour notre part, nous avons étudié systématiquement, où vont les
cellules qui s'invaginent dans les différents segments de la ligne primitive à tous
les stades de la gastrulation.
1
Adresse de fauteur: Ecole de Médecine 1211 Genève 4 (Suisse).
80
G. NICOLET
MATERIEL ET METHODE
Nous utilisons des blastodermes de White-Leghorn, cultivés in vitro selon
une variante de la technique de New (Gallera & Nicolet, 1961). Nos essais
préliminaires (Nicolet, 1965) avaient montré que la totalité des noyaux d'un
jeune blastoderme incorpore de la thymidine tritiée, s'ils sont incubés 8 h au
minimum en présence du précurseur radioactif. Quelques blastodermes avaient
été reportés sur l'albumen pur et fixés 20 h plus tard. Le radioisotope n'avait
apparemment pas perturbé le développement. Sur les autoradiographies, le
marquage était évidemment moins dense que celui que l'on observe dans les
embryons fixés tout de suite après la phase d'incorporation, mais concernait
toujours la quasi-totalité des noyaux. Il faut donc interrompre le développement environ 1 jour après l'opération pour que le marquage observé représente
effectivement la totalité des cellules-filles qui dérivent des cellules initialement
marquées.
Les expériences sont toutes basées sur le même principe: les embryons
donneurs sont incubés préalablement 8 h au minimum sur le milieu radioactif
contenant 5 /*Ci de thymidine tritiée provenant du Radiochemical Centre (code
TRA Thymidine 6-T (n), activité spécifique 5 Ci/mM). L'opération consiste à
échanger l'une des régions de la ligne primitive d'un embryon hôte par une
région similaire d'un embryon donneur marqué ayant le même âge. Le greffon
doit avoir la même orientation dans la ligne primitive de l'hôte que celle qui
l'avait dans la ligne primitive du donneur. Cette intervention ne provoque
apparemment pas de perturbations dans le développement, si la cicatrisation
survient rapidement. Elle requiert environ 30 à 45 min. Le développement des
embryons opérés n'est jamais sensiblement retardé.
La figure 1 illustre tous les types d'expériences qui ont été effectués. Les
régions échangées avant le stade 5 sont des carrés de 0,3 mm de côté. Comme la
cicatrisation est plus difficile au stade 5, nous avons utilisé des carrés qui n'ont
que 0,2 mm de côté. Ces mesures sont contrôlées à l'aide d'un réticule quadrillé
incorporé dans l'un des oculaires de la loupe Wild M 5. Pour définir les stades,
nous nous référons aux tables de Hamburger & Hamilton (1951).
Etant donné que les embryons présentent entre eux d'assez grandes variations,
nous devons disposer de séries expérimentales assez importantes pour être sûrs
de la reproductibilité d'un résultat. Sur le tableau 1, nous avons mentionné le
stade de la fixation et le nombre de cas valables pour chaque série, lequel s'élève
au total à 75.
Les donneurs sont fixés immédiatement après l'opération pour voir si l'incorporation du précurseur radioactif s'est effectuée normalement. Les embryons
hôtes sont dessinés à la chambre claire juste avant leur fixation, qui a lieu
toujours moins de 24 h après notre intervention. Le Carnoy sert de fixateur
et pour l'autoradiographie, nous utilisons la technique préconisée par Ficq
(1959). Nous étalons sur les coupes de 8 pu d'épaisseur de l'émulsion nucléaire
Ebauche de la ligne primitive
81
'in gel form' K2 Ilford et occasionnellement G5 Ilford. La durée d'exposition
fut de 15 jours pour les donneurs et de 30 à 60 jours pour les hôtes. Les coupes
sont colorées au rouge pour noyaux après le développement photographique.
L'analyse des autoradiogrammes est basée sur,plusieurs principes. Nous
- 10
Stade 5
Stade 4
Fig. I. Localisation des différents territoires de la ligne primitive qui ont été échangés.
Les dimensions sont exprimées en dixième de millimètre.
Tableau 1
Stade
4
2 à 3+
5
1
'
Série d'expérience
Nombre de cas
Stade de fixation
A'
8
D'
4
A
15
B
16
C
7
D
6
D'
4
i
r
Ei
5
E2
5
V
Y
8 à 9*
10 à 11
E3
5
* Dans quelques cas isolés, qui seront signalés dans le texte, la fixation a eu lieu plus tôt.
82
G. N I C O L E T
reportons en premier lieu la disposition du marquage observée dans chaque
cas sur le dessin qui avait été exécuté à la chambre claire, en tenant compte de
tous les repères morphologiques disponibles. Nous obtenons ainsi une visualisation topographique de l'ensemble des noyaux marqués. Les figures, qui illustrent
ce travail, correspondent aux localisations qui ont été le plus fréquemment
observées dans chaque série.
Pour avoir une évaluation numérique des noyaux marqués, nous les avons
compté, dans chaque cas, à raison d'une coupe sur cinq. Quoique le nombre de
noyaux marqués varient parfois sensiblement d'un cas à l'autre, ce nombre est
toujours supérieur à mille et se chiffre souvent à plusieurs milliers.
Dans tous les cas, une partie du marquage est retrouvée dans l'endoblaste
embryonnaire, car toute la face ventrale de la ligne primitive est déjà recouverte
par de l'endoblaste dès le stade 2. Cette mince couche représente toutefois une
quantité minime de cellules, qui, d'après nos estimations, ne doit pas représenter
plus du 20% de la population totale des cellules que le greffon contient. Nous
admettons par conséquent qu'une partie des cellules de la ligne primitive a
réellement pris part à la formation de l'endoblaste embryonnaire, chaque fois
que le nombre d'éléments endoblastiques marqués dépasse le 20 % du total des
noyaux marqués.
Le marquage par la thymidine tritiée ne nous renseigne pas sur les déplacements cellulaires qui ont eu lieu avant le moment de la fixation. Cette lacune
peut être plus ou moins comblée par l'emploi du bleu de Nil. La technique
utilisée consiste à apposer sur la face ventrale du blastoderme une fine lamelle
d'agar desséché, imprégnée de ce colorant vital, pour une durée de 10 à 20 min
à 20 °C. Cette méthode beaucoup plus simple a souvent été utilisée en association
avec l'autre technique et nous l'avons également employée systématiquement
pour étudier le mouvement de régression qui débute au stade 5. En l'occurrence,
la description du comportement de chaque marque repose sur l'observation d'un
minimum de cinq expériences similaires.
RESULTATS EXPERIMENTAUX
Commençons par la présentation des résultats obtenus à la suite de l'échange
de différentes régions de la jeune ligne primitive.
Série A'
Dans huit cas, l'échange a porté sur la partie antérieure de la jeune ligne
primitive. Trois cas se rapportent au stade 2 et cinq au stade 3 à 3 + .
Lorsque nous avons couplé le marquage radioisotopique avec la coloration
au bleu de Nil, nous constatons que le territoire échangé prend une part active
au mouvement d'élongation de la ligne primitive, comme le ferait une marque
semblable sur un embryon non opéré. L'intégration de la région échangée à
l'ensemble embryonnaire est donc satisfaisante.
Ebauche de la ligne primitive
83
Chez les embryons opérés au stade 2, 99 % des noyaux marqués ont contribué
à la formation de l'endoblaste embryonnaire. Lafigure2 A montre comment ils
se sont répartis dans l'endoblaste. Les rarissimes noyaux confinés au mésoblaste
ont une localisation axiale et paraxiale.
rS
A
B
C
Fig. 2. Répartition des noyaux marqués dans l'endoblaste provenant de la région A'
échangée au stade 2 sous la lettre A et échangée au stade 3 ou 3 + sous lettre B et C.
Sur lafigure2C, nous signalons la présence de noyaux endoblastiques marqués sous
la tête de l'embryon par des ronds vides.
Au stade 3 ou 3 + , les prestations changent peu: forte densité de noyaux
endoblastiques marqués (80 à 95 %) et participation un peu plus importante à
la formation du mésoblaste (5 à 20 %). L'un de ces embryons a été examiné au
stade 6 (fig. 2B). Les autres cas ont été étudiés au stade 9 (fig. 2C). En comparant
les dispositions du marquage dans l'endoblaste, telles qu'on les voit sur ces deux
6
EMB 23
84
G. NICOLET
figures, nous constatons que l'aire de marquage dans l'endoblaste s'étire considérablement, durant la période qui va du stade 6 au stade 9, et que les noyaux
endoblastiques marqués situés devant le repli cérébral transverse, comme nous
les voyons sur la figure 2B, se regroupent en majeure partie dans la région de
l'endoblaste embryonnaire disposée sous l'intestin céphalique (cf. fig. 5 A). Les
noyaux mésoblastiques marqués sont dispersés dans le mésoblaste axial, paraxial
et latéral, mais aucun ne se retrouve dans le mésoblaste extra-embryonnaire
Fig. 3. Répartition du marquage après échange de la région D'. Le pointillé se rapporte au mésoblaste et les petits x à l'endoblaste.
Ebauche de la ligne primitive
85
proprement-dit. Leur nombre est trop limité et leur dispersion trop grande pour
qu'il soit utile de les représenter sur les figs. 2B et 2C.
Série D'
Parmi les huit cas de cette série, quatre se rapportent au stade 4 et les autres
à la période comprise entre le stade 2 et le stade 3 +.
Quel que soit le stade de l'opération, le résultat reste invariablement le même
dans ses grandes lignes (cf. fig. 3). 90 à 95 % des noyaux marqués s'intègrent
dans le mésoblaste extra-embryonnaire, tandis que les noyaux endoblastiques
marqués forment une minorité qui est refoulée dans la région postérieure de
l'aire transparente.
Fig. 4. Territoires occupés par les cellules marquées issues de la région A. En A
nous indiquons la répartition dans l'endoblaste; en B, celle du mésoblaste et, en C,
la présence du marquage dans le tube neural.
6-2
86
G. NICOLET
Série A
Cette série comprend 15 cas au total. En combinant le marquage radioactif
avec la coloration vitale, nous observons qu'une partie de la marque colorée se
maintient toujours au niveau de son site initial d'application. Les autoradiogrammes montrent aussi que le territoire nodal reste presque exclusivement
formé par des cellules marquées, ce qui signifie évidemment que l'invagination
s'arrête au stade 4 dans la partie antérieure de la ligne primitive.
Dans ses grandes lignes, la répartition des noyaux marqués reste toujours la
même. Plus de la moitié s'incorpore dans l'endoblaste et plus spécialement dans
l'intestin cephalique. Les éléments mésoblastiques marqués se concentrent dans
le mésoblaste axial, mais quelques noyaux peuvent toutefois s'associer au mésoblaste situé à proximité immédiate de la chorde. Enfin, 10 % du total des noyaux
marqués participent à la formation du tube neural ou restent groupés dans le
nœud de Hensen en recul. Sur la figure 4, nous indiquons quelle est la disposition
du marquage dans les diverses ébauches. Notons, à titre de particularités, que
la densité du marquage dans l'intestin cephalique est la plus élevée dans son
extrémité antérieure (fig. 5C) et qu'elle diminue progressivement au fur et à
mesure que l'on se rapproche de son ouverture (fig. 6 A). Le matériel prechordal
est en majorité représenté par des cellules marquées (fig. 5C). La chorde, de
même que les cellules chordales présomptives encore massées dans le nœud de
Hensen, sont entièrement formées par des cellules marquées (fig. 5B et fig. 6B).
Certains éléments marqués font partie intégrante du plancher du tube neural
(fig. 6B).
Série B
Parmi les 16 cas de cette série, les prestations varient assez sensiblement, mais
diffèrent nettement de celles qui caractérisent la région A ou la région C.
FIGURE 5
(A) Sur cette coupe transversale, nous remarquons la présence de noyaux marqués
dans l'endoblaste disposé sous le cœur. x210. n = ébauche neurale; ic = intestin
cephalique; c = cœur; end = endoblaste.
(B) Ce document montre que le marquage est concentré dans l'ébauche chordale et
dans l'endoblaste situé à proximité immédiate de la chorde. x 300.
(C) Sur cette coupe transversale passant par l'extrémité antérieure de l'intestin
cephalique, on constate que presque toutes les cellules de l'intestin et de la plaque
préchordale sont marquées, x 290. p = plaque préchordale; ic = intestin cephalique; epc = épiblaste cephalique.
(D) Nous observons un alignement de noyaux marqués dans la paroi de la vésicule
amnio-cardiaque gauche sur ce fragment de coupe transversale, x 300. vac =
vésicule amnio-cardiaque; rie = repli latéral de l'intestin cephalique.
(E) Chez cet embryon, une importante population de noyaux marqués a été retrouvée
dans le myo-épicarde. x 300. vac = vésicule amnio-cardiaque;myo = myo-épicarde;
ic = intestin cephalique; n — ébauche neurale.
Ebauche de la ligne primitive
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87
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88
Ebauche
de la ligne primitive
89
Une marque colorée, apposée sur cette région, se déplace rapidement sur les
côtés et devient imperceptible déjà après quelques heures d'incubation. Cette
disparition précoce révèle sans doute que l'invagination est encore très active
dans cette région de la ligne primitive.
Une partie des cellules issues de cette région s'incorpore à l'endoblaste embryonnaire, dans une proportion oscillant entre 30 et 50% du total des noyaux
marqués, selon la répartition schématisée par la figure 7 A. Les autres cellules
marquées participent à la formation du mésoblaste de la région céphalique de
l'embryon, en particulier le mesenchyme céphalique et les parois des vésicules
amnio-cardiaques (cf. fig. 7B). Quelques noyaux marqués se rencontrent dans les
premiers somites ou dans les lames latérales de niveau correspondant. Les
schémas B' et B " de la figure 7 montrent quelle est la disposition dorso-ventrale
des noyaux mésoblastiques marqués. Les documents, constitués par les figures
8 A et 8B, donnent une idée encore plus concrète de cette répartition.
En moyenne, 30 à 50% du total des noyaux marqués se retrouvent dans le
mesenchyme céphalique, mais nous avons exceptionnellement observé la
présence de marquage dans presque toutes les cellules de cette ébauche (cf.
fig. 6C). Dans les deux tiers des cas, une partie des noyaux marqués s'est assimilée à la paroi des vésicules amnio-cardiaques. Plusieurs fois, c'est la région toute
antérieure des vésicules amnio-cardiaques qui était concernée par ce marquage
(cf. fig. 6D).
Série C
Les sept cas de cette série donnent des résultats très constants. Cette région
colorée au bleu de Nil a un comportement analogue à celui de la région B. La
figure 9 A montre clairement que le comportement des cellules marquées est
FIGURE 6
(A) Cette coupe transversale passe par la région moyenne de l'intestin céphalique.
Le nombre de noyaux marqués dans l'endoblaste est sensiblement plus faible que
celui que nous venons d'observer sur la figure 5C. Le marquage intéresse également
toutes les cellules de la chorde et quelques éléments du mésoblaste paraxial, x 280.
ic = intestin céphalique; epc = épiblaste céphalique.
(B) Cette section transversale passe par le dernier somite segmenté. Notons la
présence du marquage dans le plancher du tube neural, la chorde et l'endoblaste
embryonnaire. x310. ch = chorde; end = endoblaste.
(C) Chez cet embryon, presque toutes les cellules du mesenchyme céphalique provenaient du greffon marqué, x 360. n = ébauche neurale; epc = épiblaste céphalique;
ic = intestin céphalique.
(D) Ce document est extrait de la série B. En l'occurrence, plusieurs noyaux marqués
sont inclus dans la paroi des vésicules amnio-cardiaques, certains participent à la
formation du mesenchyme céphalique, tandis que les autres font partie intégrante de
la partie toute antérieure de la vésicule amnio-cardiaque droite, x 360. ic = intestin
céphalique; epc = épiblaste céphalique; vac = vésicule amnio-cardiaque; n =
ébauche neurale.
90
G. NICOLET
caractérisé par un énorme décalage entre leur localisation dans le mésoblaste
et celle qu'ils ont dans l'endoblaste.
Seulement 5 à 10 % des noyaux marqués se retrouvent dans l'endoblaste.
Quelques-uns sont intégrés dans les replis de l'intestin, mais la plupart sont
refoulés vers la région postérieure de la ligne primitive. 90 à 95 % du marquage
se retrouve dans le mésoblaste, plus précisément dans les cellules qui sont
inclues dans le territoire des vésicules amnio-cardiaques qui a encore une
disposition bilatérale au stade 9 (voir à ce propos le travail de Rosenquist &
A
B
Fig. 7. Illustration des résultats de la série B. En A, nous voyons la distribution du
marquage dans l'endoblaste et, en B, dans le mésoblaste. Pour avoir une notion
tri-dimensionnelle de la disposition du marquage dans le mésoblaste, nous avons
exécuté les schémas B' et B", sur lesquels les noyaux marqués sont représentés par
de gros points noirs.
Ebauche de la ligne primitive
91
De Haan, 1966). A cette contribution dominante s'ajoute un apport de matériel
marqué, paraxialement au mesenchyme céphalique présomitique et le plus
latéralement au mésoblaste extra-embryonnaire. La présence d'un contingent
important dans la paroi des vésicules amnio-cardiaques est illustrée par la
figure 5D. La figure 5E concerne un embryon un peu plus différencié, dont le
myo-épicarde déjà épaissi contient plusieurs noyaux marqués.
Série D
Les prestations des six cas de cette série présentent une très grande uniformité.
La répartition du marquage est représentée sur la figure 9B.
Cinq à 10 % des noyaux marqués appartiennent à l'endoblaste. Tous les
autres deviennent des éléments du mésoblaste extra-embryonnaire et participent
apparemment à la formation de tous ses dérivés (cf. fig. 8D).
Série E
Au stade 5, plus spécialement au stade du prolongement céphalique moyen,
nous avons échangé trois régions localisées dans la moitié antérieure de la
ligne primitive. Nous avons étudié 5 cas de chaque type, soit 15 au total.
Le comportement des cellules issues de ces trois régions est similaire: elles
se répartissent dans le mésoblaste situé plus ou moins à proximité de l'axe
embryonnaire (cf. fig. 10). La région E1? comme le montre d'ailleurs la figure 8 C,
participe exclusivement à la formation des somites. Ce marquage est plus
abondant dans les somites segmentés que dans les bandelettes somitiques. La
région E2 fournit des éléments marqués repérables dans les derniers somites
segmentés, les bandelettes somitiques et dans la zone des lames latérales qui
entoure le sinus rhomboïde. La région E3 contribue surtout à la formation des
lames latérales. Les noyaux endoblastiques marqués, qu'ils proviennent de l'une
ou l'autre de ces trois régions, forment 10 à 15 % du total des éléments marqués
et ont une aire de répartition à peu près superposable à celle des noyaux mésoblastiques provenant de la même région. Toutefois quelques cellules endoblastiques marquées restent localisées sous la ligne primitive à l'endroit, où l'implantation du greffon a été effectuée.
Nous avons employé des marques de bleu de Nil, pour étudier les prestations
de territoires plus étendus, comme l'indique la figure 11. Chaque marque ne
concerne en principe que du matériel en voie d'invagination. La comparaison
des figures 10 et 11 montrent que les résultats obtenus à l'aide de ces deux
techniques sont parfaitement concordants. C'est donc à partir de ces deux
sources d'informations que nous allons tirer un certain nombre de conclusions.
Remarquons tout d'abord que l'invagination est encore active dans toutes les
régions de la ligne primitive, sauf la région nodale qui reste toujours constituée
par un groupe de cellules chordales massées dans sa profondeur. Le matériel qui
s'invagine dans la ligne primitive de ce stade, est constitué, en ordre de succession antéro-postérieur, par du matériel somitique présomptif, par des cellules
92
00
•%
ito
Ebauche de la ligne primitive
93
destinées à la formation des lames latérales et par du mésoblaste extra-embryonnaire. Nous constatons que ni le marquage, ni la coloration vitale ne concerne
les tout premiers somites et les lames latérales de même niveau, ce qui suggère
que ces matériaux se sont vraisemblablement invaginé durant la période qui
s'est écoulée entre le stade 4 et le stade du prolongement céphalique moyen.
Notons en passant que certaines de nos observations confirment indirectement
cette supposition.
Une série de marques colorées transversales, échelonnées le long de l'axe
embryonnaire au stade 6, nous ont permis d'analyser le mouvement de régression dans son ensemble (cf. fig. 12). Il va de soi que nous n'avons appliqué
qu'une seule marque par blastoderme. En comparant le comportement de ces
différentes marques, nous pouvons déduire un certain nombre de faits fondamentaux. La fermeture de l'intestin céphalique s'opère par des mouvements
combinés de recul et de convergence. Le mouvement de régression est effectivement le plus actif au niveau du nœud de Hensen, mais existe aussi bien dans les
territoires post-nodaux que pré-nodaux formés par le mésoblaste déjà mis en
place. Quel que soit la région, le mouvement de régression est toujours prédominant au niveau de l'axe lui-même. Enfin, la disposition des marques 4 et 5 indique que toute la partie postérieure de la ligne primitive subit une involution
entre le stade 6 et le stade 9.
Analyse critique et synthèse des résultats
Remarquons tout d'abord que les prestations de la série A' et celles de
série D' diffèrent fondamentalement dès le stade 2 et qu'elles varient très peu
durant la période qui va du stade 2 au stade 3 + .
Pour regrouper les résultats concernant le stade 4, nous avons conçu les
figures récapitulatives 13 et 14. La figure 13 est une projection des diverses
FIGURE 8
(A) Dans ce cas, le marquage concerne à la fois le mesenchyme céphalique et la paroi
de la vésicule amnio-cardiaque droite, x 350. ic — intestin céphalique; n = ébauche
neurale; vac = vésicule amnio-cardiaque.
(B) Si l'on examine le même embryon que celui qui vient de fournir le document de
la figure A à un niveau plus postérieur, nous voyons que la marquage reste localisé
dans la même zone, c'est à dire dans le mesenchyme céphalique et la paroi de la
vésicule amnio-cardiaque. x 350. vac = vésicule amnio-cardiaque; ric= repli latéral
de l'intestin céphalique; n = ébauche neurale.
(C) Dans ce cas, tous les noyaux marqués, retrouvés dans le mésoblaste, se sont
intégrés dans les somites, x 290.
(D) Le marquage se retrouve ici exclusivement dans le mésoblaste extra-embryonnaire.
Les éléments marqués prennent part aussi bien à la formation de la somatopleure
et de la splanchnopleure qu'à la constitution des vaisseaux sanguins, x 300. ep =
épiblaste; ev = endoblaste vitellin; v = vaisseau sanguin; so = somatopleure.
spl = splanchnopleure.
94
G. NICOLET
localisations des noyaux mésoblastiques marqués. Chacune de ces répartitions
a déjà été illustrée isolément (cf. figs. 3, 4, 7, 9 A, B). La figure 14 est établie de
la même façon, mais concerne l'endoblaste embryonnaire.
Bien que la situation se complique par suite de la fusion des ébauches cardiaques en position sub-céphalique, la figure 13 révèle que l'aire de marquage
est d'autant plus proche de l'axe embryonnaire et d'autant plus antérieure
Fig. 9. La figure A concerne la série C et la figure B la série D. Les pointillés
désignent les noyaux mésoblastiques marqués et les petits x le marquage dans l'endo- '
blaste.
qu'elle concerne un territoire plus voisin de la région nodale. La figure 14 montre
que la région A fournit l'endoblaste à localisation axiale, la région B celui à
localisation paraxiale, alors que l'endoblaste des autres régions est refoulé
presque en totalité derrière le corps embryonnaire. Toutefois, dans tous les cas,
une partie de l'endoblaste marqué reste sous l'axe embryonnaire, dans la région'
correspondant au site de son implantation initiale au moment de la greffe.
A cet égard, le comportement des cellules du mésoblaste est différent. Le cas
du nœud de Hensen est tout à fait exceptionnel, puisqu'il fournit à la fois le
mésoblaste et l'endoblaste de localisation axiale.
Au stade 5, une corrélation existe aussi entre le lieu d'invagination et la
localisation ultérieure des noyaux marqués dans le mésoblaste. Un bref retour
aux figures 10 et 11 suffiront pour nous convaincre qu'elle peut s'énoncer comme
nous venons de le faire pour le stade 4.
Ebauche de la ligne primitive
95
Analysons maintenant quelle est la provenance de l'endoblaste embryonnaire
et reportons tout d'abord les données d'ordre quantitatif sur le tableau 2.
D'après les normes que nous avons déjà définies (voir sous Matériel et
Méthode), nous constatons que seules les régions A', A et B contiennent réellement des cellules endoblastiques présomptives. Du stade 2 au stade 4, la partie
antérieure de la ligne primitive recèle donc toujours un fort pourcentage de
cellules endoblastiques.
u,
U
El
E2
' E3
Fig. 10. Répartition du marquage dans le mésoblaste après échange des régions
E i , C.2 6 t -E3.
Pour résumer la chronologie d'invagination de l'endoblaste, nous avons
établi la figure 15. A gauche, nous signalons la présence de l'endoblaste encore
non invaginé. Dans la ligne primitive, la région concernée par cette invagination
et, à droite, la localisation de l'endoblaste déjà mis en place. Nous voyons que,
dès le stade 4, l'ectoblaste ne semble plus contenir de cellules endoblastiques
96
G. NICOLET
présomptives; le matériel endoblastique, encore massé dans la ligne primitive à
ce stade, donnera exclusivement de l'endoblaste à localisation axiale et participera surtout à la formation de l'intestin céphalique. Au stade du prolongement
céphalique moyen, toutes les cellules endoblastiques présomptives auront déjà
quitté la ligne primitive. Nous ne disposons pas de critères précis pour fixer
lAl
-12
c
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3
i£
3
:•€
3
3
ir
V,
Fig. 11. Comportement de marques colorées apposées sur différents segments de la
ligne primitive du stade 5. Les dimensions sont exprimées en dixième de millimètre.
Ebauche de la ligne primitive
97
les limites périphériques de l'endoblaste embryonnaire. Comme Vakaet (1962),
nous admettons que le croissant de Duval se déplace vers l'avant, en partie sous
l'action des mouvements associés à la mise en place de l'endoblaste invaginé,
de sorte qu'une solution de continuité doit exister entre l'entophylle du croissant
germinal et l'endoblaste embryonnaire. Sur le reste du pourtour de l'aire pellucide, l'endoblaste vitellin dérivant du rempart fournit probablement une partie
du revêtement endoblastique.
S°o° °
Fig. 12. Comportement de marques colorées appliquées à différents niveaux de l'axe
embryonnaire au stade 6.
Le mouvement de régression suscite d'importants déplacements dans les
territoires endoblastiques, comme nous avons essayé de le visualiser sur la
figure 16. Au stade 4, la mise en place de l'endoblaste n'est pas terminée (petites
flèches latérales). Le stade 5 est une période critique, durant laquelle le mouvement de régression déplace les différents territoires de l'endoblaste vers l'arrière.
Les flèches convergentes indiquent que les mouvements liés à la fermeture de
l'intestin céphalique vont ramener sous la tête de l'embryon les cellules endoblastiques disposées autour du repli cérébral transverse (petits x ).
98
G. NICOLET
Récapitulons en dernier lieu les données qui se rapportent au mésoblaste.
Le tableau 3 regroupe les informations d'ordre quantitatif. A titre de rappel,
évoquons brièvement quelle est l'origine de chaque ébauche. La chorde et la
préchorde s'invaginent dans le nœud de Hensen et le mesenchyme cephalique
dans le segment post-nodal de la ligne primitive achevée. Le matériel des
Fig. 13. Localisation des noyaux mésoblastiques marqués issus des diverses régions
de la ligne primitive achevée. Pour reconnaître leur origine, nous utilisons des signes
conventionnels: pointillé = région A; petits x = région B;
= région C; - • —
= région D et — • • - = région D'.
Ebauche de la ligne
primitive
99
Fig. 14. Distribution des noyaux endoblastiques marqués provenant des différents
segments de la ligne primitive achevée. Etant donné la similitude de comportement
des noyaux endoblastiques issus des régions C, D et D', nous représentons ces
noyaux de trois origines différentes par le même symbole. Nous aurons donc:
région A = pointillé, région B = petits x , régions, C, D et D' = ronds vides.
Tableau 2. Variations dans le pourcentage de noyaux endoblastiques marqués en
fonction du stade de développement et de la localisation du territoire échangé
Stade
Territoire
2à3 +
A'
D'
A
B
C
D
fciE^ts
80-100
5-10
4
5-10
60
30-50
5-10
5-10
10-15
100
G. NICOLET
Stade 3
Stade 4
Stade 5
Fig. 15. Chronologie d'invagination de l'endoblaste. Ce schéma est expliqué et discuté dans le texte.
Stade 4
Stade 5
Stade 9
Fig. 16. Déplacements des territoires du feuillet endoblastique au cours de la
gastrulation. Des informations précises sont données dans le texte.
Ebauche de la ligne primitive
101
vésicules amnio-cardiaques dérive en partie de la région B, mais surtout de la
région C. La participation de ces deux régions à la formation des vésicules
amnio-cardiaques peut être considérée comme complémentaire (cf. fig. 17). En
somme, l'invagination de ce matériel concerne le deuxième quart antérieur de
la ligne primitive achevée. Quant à la moitié postérieure de la ligne primitive,
elle ne fournit que du mésoblaste extra-embryonnaire. C'est au stade 5 que
débute l'invagination massive des somites et des lames latérales.
r\
Fig. 17. Complémentarité de la participation des régions B et C à la formation des
vésicules amnio-cardiaques.
La différence entre les prestations du stade 4 et du stade 5 présuppose que le
matériel, qui afflue dans la ligne primitive, la quitte graduellement et est remplacé par d'autres cellules qui proviennent de l'ectoblaste avoisinant. Partant de
ce principe, nous résumons l'ensemble des résultats par la figure 18. Du côté
gauche, nous mentionnons la présence de matériel invaginable dans l'ectoblaste.
L'étendue de ces territoires ne peut pas être rigoureusement précisée pour
l'instant, mais ils ont une disposition segmentaire le long de la ligne primitive
qui devient parfaitement repérable expérimentalement à partir du stade 4.
Dans la ligne primitive, nous indiquons quelles sont les différentes sortes de
cellules mésoblastiques en cours d'invagination. A droite, nous représentons la
localisation présumée du matériel déjà mis en place. Bien que la grandeur de
ces territoires n'est pas rigoureusement précisée, on peut tout moins indiquer
les positions qu'ils occupent l'un par rapport à l'autre. A titre de repère, nous
avons esquissé les limites de la plaque neurale, en tenant compte des données de
Wolff (1936) et de Spratt (1952).
Sur cette figure, la période, qui correspond à la formation de la ligne primitive,
est symbolisée par le stade 3. Les données concernant cette période sont trop
7-2
102
G. NICOLET
fragmentaires pour que nous puissions lui consacrer une analyse aussi détaillée
que pour les deux autres stades. Cette relative imprécision ne restreint d'ailleurs
pas appréciablement la portée de notre travail, car aucune ébauche mésoblastique n'a encore quitté le territoire de la ligne primitive jusqu'au stade 3 +. Dès
le début, l'invagination du mésoblaste extra-embryonnaire se limite à la partie
postérieure de la ligne primitive. Le mésoblaste localisé dans la partie antérieure
de la jeune ligne primitive est peu abondant, mais participe à la formation de
Stade 3
Stade 4
Stade 5
Fig. 18. Chronologie d'invagination du mésoblaste. Ces figures sont commentées
en détail dans le texte. Nous désignons les diverses ébauches présomptives par les
symboles suivants: petit pointillé = chorde ou préchorde; gros pointillé = mésoblaste axial ou paraxial; rond vide = mesenchyme céphalique; rond plein =
matériel somitique; carré vide = parois des vésicules amnio-cardiaques; carré plein
= matériel des lames latérales; petits x = mésoblaste extra-embryonnaire.
toutes les ébauches, hormis le mésoblaste-extra-embryonnaire. Cette dispersion
des prestations mésoblastiques peut paraître de prime abord étonnante. A notre
avis, elle signifie que ces cellules mésoblastiques présomptives doivent se
déplacer sous l'influence du mouvement d'élongation de la ligne primitive et
se retrouveront ultérieurement plus ou moins uniformément réparties le long
de tout le tiers antérieur de la ligne primitive achevée.
Au stade 4, il existe une ségrégation très nette des différents matériaux présomptifs au niveau de la ligne primitive, qui doit être effective aussi bien dans
le matériel qui a quitté la ligne primitive que dans celui qui est encore dans
Ebauche de la ligne primitive
103
l'ectoblaste. Du mésoblaste déjà invaginé, entoure la moitié antérieure de la
ligne primitive, il est probablement formé par les premiers précurseurs de la
préchorde, du mesenchyme céphalique et des parois des vésicules amniocardiaques. C'est à ce stade que la totalité des cellules chordales se trouvent
massées dans le nœud de Hensen.
Au stade du prolongement céphalique moyen, la situation est plus simple,
puisque la ligne primitive ne contient plus que du matériel destiné à la formation
de la chorde, des somites, des lames latérales et d'une petite quantité de mésoblaste extra-embryonnaire.
Tableau 3. Estimation du pourcentage de noyaux mésoblastiques marqués e
appréciation de leur distribution entre les diverses ébauches du mésoblaste
Stade
Région
A'
Marquage (%)
0-20
Chorde ou préchorde +
-tMesenchyme
céphalique
Somite
+
Lame latérale
±
Vésicules amniocardiaques
Mésoblaste extraembryonnaire
D'
90-95
A*
B
C
DouD'
Ex
35
50-:
90
90-95
80-85
80-85
80-85
80-85
+ +
+
.
.
80-85
.
++
+
+
90-951
+±
±
+
++
.
±
.
90-95
+ + = marquage abondant, + = marquage limité, ± = marquage sporadique et
minoritaire.
* Dans la série A, 5% des noyaux marqués ont été retrouvés dans le tube neural.
t La notation en % signifie que toutes les cellules mésoblastiques marquées ont été
retrouvées dans l'ébauche mentionnée.
DISCUSSION
Plusieurs travaux récents (Vakaet, 1962; Modak, 1966; Nicolet, 1965;
Rosenquist, 1966) ont prouvé que l'endoblaste embryonnaire a un origine
gastruléenne et ont remis ainsi en vigueur une thèse jadis défendue par Hunt
(1937).
Nous avons pu démontrer que l'invagination de l'endoblaste embryonnaire
se limite à la région antérieure de la ligne primitive, qu'elle débute probablement
avant le stade 2 et qu'elle se termine peu après le stade 4. Comme cela ressortait
des travaux de Bellairs (1953 a, b), le matériel présomptif de l'intestin céphalique
est effectivement condensé autour de l'extrémité antérieure de la ligne primitive
achevée, mais ce territoire présomptif est, au stade 4, surtout représenté par des
éléments endoblastiques encore massées dans la profondeur du nœud de Hensen.
Rosenquist & De Haan (1966) ont constaté que de l'épiblaste en position pré-
104
G. NICOLET
Stade 4
Stade 5
Fig. 19. Chronologie d'invagination du mésoblaste et de l'endoblaste au stade 4 et 5.
Nous représentons ici la position des ébauches présomptives encore situées dans
l'ectoblaste latéral et la localisation des matériaux en cours d'invagination. Les
vecteurs indiquent que le matériel inclus dans l'ectoblaste latéral s'invaginera
ultérieurement. Pour caractériser les diverses ébauches présomptives, nous avons
recouru aux abréviations suivantes: gros pointillé = endoblaste embryonnaire;
P = préchorde; CH = chorde; MC = mesenchyme céphalique; AC = paroi des
vésicules amnio-cardiaques; ME = mésoblaste extra-embryonnaire; S = somite;
L = lame latérale.
Ebauche de la ligne primitive
105
céphalique est ramené ultérieurement sous la tête de l'embryon. Un tel déplacement existe aussi dans l'endoblaste. Cette observation paraît parfaitement
logique, puisque la formation du repli cérébral s'accompagne d'un plissement
portant sur ces deux feuillets.
Pour regrouper les données concernant le mésoblaste, nous avons conçu la
figure 19, qui résume les prestations obtenues au stade 4 et 5. Dans quelle
mesure ces cartes sont-elles comparables à celle qui ont déjà été publiées? Il
faut tout d'abord souligner que notre carte du stade 4 est la première qui
localise le site d'invagination de l'endoblaste de façon précise. Une comparaison
reste toutefois possible, si l'on tient uniquement compte de la localisation et de
la chronologie d'invagination des ébauches du mésoblaste. En ce qui les concerne, notre conception diffère très sensiblement de celles respectivement
présentées par Wetzel (1929, 1936), Gräper (1929), Pasteeis (1937), Rudnick
(1944, 1948) et Spratt (1955). Moyennant quelques amendements, elle s'apparente le plus étroitement avec les thèses exposées par Waddington (1952) dans
son ouvrage Epigenetics of Birds. Excepté quelques différences qui ont trait à
l'étendue des territoires, leur ordre de succession dans la ligne primitive est
bien celui que cet auteur avait prévu, en se basant sur les données de l'époque.
La seule différence notable porte sur la chronologie d'invagination de l'ébauche
chordale. Waddington admet que cette invagination se poursuit encore au
stade 5, alors que son invagination s'achève en fait totalement au cours du
stade 4, comme l'avait autrefois affirmé Pasteels (1937). Nous remarquons que la
disposition du matériel présomptif des somites et des lames latérales dans la
ligne primitive est conforme à celle que Wolff a établie en 1936. Nous avons pu
vérifier l'entière exactitude des données de Settle (1954) en ce qui concerne la
localisation du mésoblaste extra-embryonnaire. Nous avons cherché, mais
trouvé aucune donnée qui soit en faveur de la nouvelle théorie de Rosenquist &
De Haan (1966), qui admet que les deux ébauches cardiaques sont déjà
soudées dans la région pré-céphalique, avant même que le repli cérébral transverse soit formé. Cette conception nous paraît erronée et ne correspond pas
aux données morphologiques connues (cf. Hamilton, 1952).
Rosenquist (1966) a clairement montré que des cellules, primitivement localisées dans l'ectoblaste, s'invaginent dans la ligne primitive, qui n'est donc qu'un
lieu de passage et non un blastème, comme le soutiennent Spratt & Haas (1965).
Pour notre part, nous avons souligné que l'invagination reste active dans toute
la ligne primitive en tout cas jusqu'au stade 5, sauf dans le nœud de Hensen, où
cette invagination se termine déjà au stade 4.
Nous constatons que la partie antérieure de la ligne primitive du stade 2
contient déjà une minorité de cellules qui participeront à la formation du mésoblaste axial. Nous croyons que cette observation est inconciliable avec l'ancienne
thèse de Spratt (1946) qui prétendait que l'allongement de la ligne primitive
résulte en partie d'un apport de matériel qui viendrait s'ajouter de novo à la
partie initialement antérieure de la jeune ligne primitive. Au contraire, l'élonga-
106
G. NICOLET
tion de la ligne primitive découle exclusivement de son allongement autonome,
comme l'a prouvé Vakaet (1960/?) de la façon la plus directe.
Toutes les cellules du mésoblaste accomplissent des mouvements de divergence, sauf celles qui restent condensées dans le nœud de Hensen au stade 4.
Il appert donc que les mouvements de divergence ne se maintiennent après le
stade 4 que dans les régions de la ligne primitive, où l'activité d'invagination
existe encore. Nos résultats montrent bien que la répartition des cellules dans le
mésoblaste résulte de l'interaction qui survient entre les mouvements de divergence et le mouvement de régression. Ce phénomène est d'autant plus évident
au stade 5, que le mouvement de régression existe déjà, au moment où le fragment de ligne primitive est implanté, de sorte qu'il interfère instantanément sur
les mouvements de divergence. Ceci explique pourquoi les aires de marquage
du stade 5 sont plus étirées et plus proches de l'axe embryonnaire.
Les schémas de Spratt (1947) et de Vakaet (1960a) donnent l'impression que
les différences enregistrées entre les vitesses de régression locale sont, à elles
seules, responsables du raccourcissement graduel de la ligne primitive. Nos
recherches complètent ces données, car elles montrent que le mouvement de
régression exerce son influence non seulement sur les territoires de la ligne
primitive, mais aussi dans les territoires situés devant le nœud de Hensen en
recul. D'autre part, il s'avère que la partie postérieure de la ligne primitive subit
une involution, qui commence au stade 6, de sorte qu'elle n'est pas une entité
permanente, comme l'admettait Vakaet (1960a).
RESUME
1. Les expériences consistent à remplacer une région de la ligne primitive
par une région identique, marquée par la thymidine tritiée, pour analyser la
destination des cellules qui s'invaginent du stade 2 au stade 5.
2. Du stade 2 au stade 4, la partie antérieure de la ligne primitive contient
toujours un fort pourcentage de cellules endoblastiques présomptives. A partir
du stade 4, nous avons établi que chaque ébauche du mésoblaste occupe une
position précise le long de l'axe céphalo-caudal de la ligne primitive, suffisamment délimitée pour être analysée expérimentalement.
3. Juste avant le début du mouvement de régression, toute activité d'invagination et de divergence cesse dans le nœud de Hensen. Ce phénomène découle
sans doute du fait que cette région constitue le centre du mouvement de recul.
Dans les autres parties de la ligne primitive, l'invagination se poursuit en tout
cas jusqu'au stade 5, mais, dès le stade 6, la partie postérieure disparaît
progressivement.
4. La localisation ultérieure des cellules invaginées dépend évidemment du
moment et du niveau de leur invagination dans la ligne primitive. Le mouvement
de régression et la fermeture de l'intestin céphalique, qui aboutit à la fusion des deux
ébauches cardiaques, influencent aussi notablement leur répartition définitive.
Ebauche de la ligne primitive
107
SUMMARY
An autoradiographic study of the presumptive fate of the
primitive streak in chick embryos
1. The experiments consist in exchanging one region of the primitive streak
for a similar one labelled with tritiated thymidine, to discover where the cells,
invaginating from stage 2 to stage 5, are going.
2. From stage 2 to stage 4 the anterior part of the primitive streak always
contains a large population of presumptive endoblastic cells. From stage 4 we
have established that each kind of mesoblast has a definite place along the
cephalo-caudal axis of the primitive streak, precise enough to be demonstrated
experimentally.
3. Just before the regression movement starts, all activities of invagination
and spreading out stop in Hensen's node. This phenomenon is undoubtedly
related to the fact that this region is the centre of the regression movement. In
other parts of the primitive streak, invagination remains active until stage 5, but
after stage 6 the posterior part disappears progressively.
4. The final localization of the invaginated cells depends obviously on the
moment and the level at which they invaginate. The movement of regression
and the closing of the foregut, which leads to the fusion of the two precardiac
areas, also influence their ultimate localization.
Ce travail a pu être exécuté grâce à l'appui du Fonds national suisse de la Recherche
scientifique. Nous lui exprimons notre vive reconnaissance.
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reçu le 17 mars 1969, revisé le 19 mai
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