J. Embryol. exp. Morph. Vol. 19, 1, pp. 23-32, February 1968
With 1 plate
Printed in Great Britain
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Influence inductrice de l'encephale embryonnaire
sur le developpement du cr£ne chez le poulet
II. Influence de Fexcision de la chorde et des territoires
encephaliques moyen et poste*rieur sur le developpement cranien
Par JEAN SCHOWING1
Institut d'Embryologie experimentale du C.N.R.S.
{Directeur: Professeur Etienne Wolff)
INTRODUCTION
L'iraportance des resultats que nous avons obtenus par l'excision des territoires encephaliques embryonnaires anterieurs (Schowing, 1968) nous permet
d'evaluer le role preponderant qu'ils jouent dans l'organogenese de la tete.
Les roles respectifs du mesencephale et du rhombencephale dans les courbures
de la tete sont connus depuis les travaux de Waddington (1937). Le territoire
mesencephalique est le plus petit de tous les territoires de l'encephale embryonnaire age de moins de 40 h. A partir de ce stade, il croit brusquement et augmente plus de volume que les autres parties encephaliques. Dans le meme temps,
le rhombencephale croit en longueur, et principalement du cote dorsal. Cela
determine l'apparition de la flexion aigue, qui semble en correlation aveo
devolution du mesencephale d'une part, et la croissance de la partie dorsale du
rhombencephale d'autre part (Huber, 1957).
Independamment de ce role purement mecanique, le mesencephale et le
rhombencephale ont-ils une influence sur la differentiation du squelette cranien?
Les resultats apportes par nos premieres experiences (1959, 1968) semblent
repondre affirmativement a cette question. Par ailleurs, Waddington (1937)
avait mis en evidence le role du rhombencephale dans l'induction de Poreille
chez l'embryon de Poulet, travail repris et complete par Benoit (1960).
La chorde joue-t-elle un role dans Fedification du crane? Les travaux de
Strudel (1955) montrent qu'en l'absence de chorde, les corps vertebraux ne se
differencient pas. Us sont remplaces par des formations ventrales anormales et
insegmentees, induites a partir du tube nerveux, a condition toutefois que celui-ci
soit intact. Si la chorde existe, mais placee a un endroit qui n'est pas le sien, par
1
Adresse de Vauteur: Institut d'Embryologie experimentale du C.N.R.S., College de
France, 49 bis, Avenue de la Belle Gabrielle, 94-Nogent-sur-Marne, France.
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J. SCHOWING
exemple, plus ventralement, elle s'entoure d'un manchon cartilagineux, ce qui
semble confirmer son action morphogene.
Cette idee est soutenue par les experiences ou Benoit (1956) greffe un fragment de
chorde a la place de l'ebauche otique de rembryon de Poulet, ce qui determine
l'apparition dans le mesenchyme de cette region d'un cartilage en contact intime
avec le greffon. Done, la chorde est capable d'induire du cartilage. Cette induction se fait au contact de la chorde, et ne s'exerce que sur un mesenchyme
capable de repondre par la differentiation de cartilage.
Des travaux du meme ordre ont ete consacres a l'etude de la specificite
d'induction du cartilage vertebral chez les embryons de Poulet et de Souris
(Grobstein & Holtzer, 1955; Lash, Holtzer & Holtzer, 1957). Us aboutissent a
des conclusions voisines de celles de Strudel (1955), a savoir que la moelle et
la chorde sont les inducteurs specifiques du cartilage vertebral.
Certains territoires de Fencephale ont un pouvoir inducteur analogue a celui
du tube medullaire. Parallelement, l'action inductrice de la chorde cephalique
est-elle analogue a celle de la chorde vertebrate ? Nous avons tente de repondre a
cette question en procedant a des excisions de chorde seule. D'autre part, il nous
a paru necessaire de dissocier les roles respectifs du mesencephale et du rhombencephale, et nous avons pratique des excisions separees de 1'un et de l'autre.
MATERIEL ET TECHNIQUES
Nous avons excise la chorde d'embryons de Poulet ages de 48 h environ. Les
embryons ont de 10 a 20 paires de somites. Reprenant la technique, deja exposee,
de l'excision d'un territoire encephalique moyen, nous pratiquons une incision
longitudinale entre le tube nerveux et le mesenchyme cephalique, puis, a l'aide
d'un microscalpel, nous separons la chorde du tube nerveux a partir de son
extremite craniale, et jusqu'a la hauteur de la seconde paire de somites, avant
de l'extirper a la pince. Au stade ou nous operons, la chorde apparait comme un
fin cordon blanc nacre assez consistant pour ne pas se casser. Une fois la
chorde excisee, l'incision se referme d'elle-meme et la cicatrisation intervient
rapidement.
Pour exciser les territoires encephaliques moyen ou posterieur, nous pratiquons une incision longitudinale entre le troncon nerveux a exciser et le mesenchyme cephalique droit (Fig. 1 a). Nous sectionnons le tube nerveux en avant
et en arriere de ce meme troncon, et nous le deroulons vers la gauche, en detachant progressivement le mesenchyme cephalique et l'ectoderme (Fig. 1 b). Apres
cette operation, il reste d'une part l'embryon dont la tete a ete debarrassee d'un
troncon d'encephale, et d'autre part le territoire excise (Fig. 1 c).
Apres operation, nous remettons les embryons en incubation jusqu'au
14eme jour de leur developpement, puis nous les extrayons de l'ceuf et les
fixons a l'alcool a 70°. Nous les colorons in toto a l'alizarine sulfonee, suivant
Influence inductrice de Vencephale. II
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Fig. 1. Schema de l'excision des territoires encephaliques moyen et posterieur.
ch, chorde.
\
Fig. 2. Plancher cranien d'embryons de Poulet de 14 jours, a, normal; b, depourvu
de chorde. Bo, basioccipital; Bs, basisphenoiide; Exo, exoccipital; Pa, palatin; Ps,
parasphenoide; Va, vesicule auditive.
une technique mise au point par Hollister (1934), afin de mettre en evidence le
squelette osseux. Les embryons sont ensuite eclaircis a la potasse-glycerine
avant d'etre definitivement montes dans la glycerine pure.
Le crane de Vembryon depourvu de chorde
Nous avons realise 19 experiences qui nous ont fourni 19 embryons tous
identiques, et dont l'aspect ne differe pas de celui des embryons temoins. Seule
la technique d'eclaircissement a la potasse-glycerine peut mettre en evidence les
anomalies survenues a la suite de l'excision de la chorde.
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J. SCHOWING
Si le parasphenoide ne souffre en rien de l'operation, le basisphenoide, lui, est
reduit, en particulier dans sa partie posterieure. Cette reduction peut etre plus
ou moins importante suivant les cas, et la comparaison du plancher cranien
d'un embryon opere avec celui d'un embryon normal permet d'en evaluer le
degre (Fig. 2 a, b).
Dans tous les cas, le basioccipital subit une reduction d'environ la moitie de
sa longueur, ce qui determine une solution de continuity entre les deux composants principaux du plancher (Fig. 2 b).
Aucun autre os n'est affecte par cette intervention. La basisphenoide et le
basioccipital sont les seuls a etre influences par l'absence de chorde. Le role de
celle-ci semble done etre de presider a la differentiation du plancher cranien
posterieur, dont elle forme l'axe primordial.
Le crane de Vembryon depourvu du mesencephaJe
Les embryons que nous avons operes avaient tous de 10 a 15 paires de
somites. Nous avons pu constater que la cicatrisation etait tres rapide, tant en
ce qui concerne les deux sections nerveuses que l'epiderme dorsal.
Les embryons preleves apres 14 jours d'incubation ne different pas, du moins
exterieurement, des embryons normaux. Parfois, nous avons remarque une
tres legere constriction au sommet de la tete, correspondant au niveau de
l'intervention.
Le squelette cranien subit peu de modifications. Vingt-sept embryons ont ete
colores et eclaircis pour examen du squelette osseux, 12 d'entre eux possedent
une voute cranienne normale. Les 15 autres presentent une alteration des os
frontaux, dont le bord posterieur est epaissi (Fig. 3). Les parietaux, qui leur sont
jointifs, presentent un epaississement identique de leur bord anterieur. Tout se
passe comme s'il y avait eu une compression assez forte pour telescoper les
deux franges osseuses frontale et parietale.
II semble que les alterations de la voute cranienne procedent d'un effet
mecanique, l'influence du mesencephale sur la differenciation du crane est done
plus faible que celle du prosencephale.
Le crane de Vembryon depourvu du rhombencephale
L'aspect exterieur de ces embryons est caracteristique (Planche 1, fig. B).
Le bee superieur est toujours plus court que chez les embryons temoins, et la
partie posterieure de la tete presente une depression correspondant au territoire
excise.
Le squelette du bee superieur est cependant normal. II est en continuite avec
les frontaux qui semblent legerement tires vers l'arriere. Les parietaux sont
reduits dans tous les cas etudies (Fig. 4).
Les autres os du crane ne subissent pour ainsi dire pas de modifications, sauf
les vesicules auditives qui sont voisines l'une de l'autre et peuvent meme se
/. Embryo/, exp. Morph., Vol. 19, Part 1
PLANCHE 1
Figs. A, B. Comparaison entre un embryon de Poulet de 13 jours normal (A) et un embryon
depourvu du rhombencephale (B). Remarquer le bee superieur plus court et la depression
posterieure de la tete correspondant a l'absence de rhombencephale.
Fig. C. Embryon de Poulet de 14 jours depourvu du rhombencephale et du tube medullaire
anterieur.
J. SCHOWING
facing p. 26
Influence inductrice de Vencephale. II
Pa
Exo
Exo
Fig. 3. Schema du crane d'un embryon de Poulet de 14 jours depourvu du
mesencephale.
Fig. 4. Crane d'un embryon de Poulet de 14 jours depourvu du rhombencephale.
Fig. 5. Crane d'un embryon de Poulet de 14 jours depourvu du mesencephale et du
rhombencephale.
Bs, basisphenoide; Exo, exoccipital; F, frontal;;, arc jugal;P, parietal;Pa, palatin;
Ps, parasphenoiide; pt, pterygoi'de; Q, carre; So, supraoccipital; Sq, squamosal.
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J. SCHOWING
fusionner dans les cas extremes. Ce processus, bien connu depuis les travaux
de Wolff (1936), a ete etudie en detail par Benoit (1960).
La plaque basilaire est plus etroite que chez les embryons normaux. Si la
chorde est excisee concurremment avec le rhombencephale, la plaque basilaire
fait defaut en regard des territoires excises. Ceci avait ete note par Benoit.
Aucun phenomene particulier n'affecte le complexe occipital qui, par jeu
mecanique, epouse la forme de l'extremite anterieure de la moelle apres sa
cicatrisation.
L'excision du rhombencephale n'a d'incidence que sur la differentiation des
parietaux qui sont reduits, tandis que les autres os de la voute cranienne sont
intacts. Le plancher cranien subit peu de modifications, sauf si la chorde est
excisee avec le rhombencephale. Dans ce cas, la plaque basilaire disparait en
regard des territoires excises.
Le crane de Vembryon depourvu du mesencephale et du rhombencephale
Les 26 embryons qui ont survecu a cette intervention presentent, comme ceux
qui ont subi l'ablation du rhombencephale seul, un raccourcissement tres net
du bee superieur, ainsi qu'un sillon transversal tres accuse dans la partie
posterieure de la tete.
L'examen du squelette montre que les frontaux existent toujours, mais ils
sont parfois amputes de leur partie posterieure (Fig. 5). Nous avons deja rencontre une anomalie semblable dans les experiences d'excision du mesencephale
seul.
Les parietaux disparaissent dans 22 cas, alors qu'ils sont seulement reduits
dans les 4 autres. Nous avons pu remarquer que ces 4 embryons avaient ete mal
operes. En eflfet, l'excision n'avait pas ete poussee assez loin caudalement, et un
fragment de rhombencephale posterieur est demeure en place. II est possible
qu'il ait agi suffisamment pour faire apparaitre des rudiments de parietaux.
Les squamosaux sont egalement reduits dans tous les cas, mais ils ne disparaissent jamais. Les autres os dermiques du crane ne presentent aucun
dommage.
La plaque basilaire est reduite par cette intervention, exactement comme dans
le cas de l'excision du rhombencephale seul. Elle disparait si la chorde est
excisee en meme temps que le tissu nerveux.
Le complexe occipital ne subit aucun dommage.
Le crane de Vembryon depourvu du rhombencephale et du tube nerveux
Les 29 embryons operes sont remarquables par la gracilite de leur cou
(Planche 1, fig. C), supportant une tete de taille normale, mais dont le bee
superieur est raccourci. On voit immediatement qu'une partie importante de
1'encephale doit manquer.
Ce type d'excision entraine generalement la reduction des os parietaux.
Ceux-ci ont disparu dans 5 cas, et Ton peut rapprocher ces exceptions de celles
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que nous avons rencontrees dans les experiences d'excision du mesencephale et
du rhombencephale. Ceci confirme done 1'influence du rhombencephale sur les
os parietaux.
Les os frontaux sont intacts, les squamosaux sont reduits comme dans les
experiences precedentes.
Nous remarquons la reduction de la plaque basilaire, a laquelle s'ajoute celle
du basioccipital. Cet os disparait completement si Ton excise la chorde avec le
tissu nerveux. Les autres composants du complexe occipital disparaissent
toujours.
Ces resultats confirment l'action de la chorde et du tube nerveux sur les os
occipitaux.
CONCLUSIONS
Tous les resultats sont reunis dans le Tableau 1.
Nous constatons que la voute cranienne est la plus affectee par l'excision des
differents territoires encephaliques. Certains resultats sont identiques a ceux
Tableau 1
Voute cranienne
Excisions
Mes.
Face
Plancher et occipitaux
F
P
Sq
Pa
Ps
Bs
Bo
Ex
So
++
++
++
++
++
++
++
++
++
Rhomb.
++
+
++ ++ ++
Mes. + rhomb.
+
+
+ + + +
Rhomb. + tube nerv.
Avec chorde
++
+
+ + + + + +
Sans chorde
+-f
+
+ + + + + +
Chorde
+ + + 4- + + + + + +
+ +, os normal; +, os reduit; —, os
+
+
++ ++ + +
+ + + + + +
+
+
—
—
+
+
absent.
—
—
++
—
—
++
que nous avons obtenus dans les premieres experiences microchirurgicales
(Schowing, 1967). Les os frontaux sont peu influences par l'excision du mesencephale. Celui-ci participe a Fedification des parietaux. Ces os sont reduits par
l'excision du rhombencephale seul, ils disparaissent si Fon excise a la fois le
mesencephale et le rhombencephale. L'action du rhombencephale sur la differentiation des parietaux est a mettre en parallele avec celle du prosencephale sur
les frontaux, le mesencephale jouant un double role. L'action des trois parties
encephaliques peut done etre schematisee, comme l'indique la Fig. 6.
Les os d'origine enchondrale sont egalement interesses par nos experiences
d'ablation.
Basisphenoide et basioccipital derivent tous deux d'un premier ensemble
cartilagineux, la plaque basilaire. Celle-ci trouve elle-meme son origine dans les
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J. SCHOWING
elements cartilagineux precoces qui entourent la chorde. Le premier qui apparait
est le cartilage acrochordal qui se developpe sous forme de barre transversale
en avant de la chorde (van Wijhe, 1922; Jager, 1926; Lillie, 1952). L'apparition
de ce cartilage est suivie de celle des cartilages parachordaux et des trabecules.
Les premiers se developpent de chaque cote de la chorde et a son contact, ils
sont situes sous l'ensemble constitue par le mesencephale et le rhombencephale.
Les trabecules sont en position prechordale et situes sous le diencephale.
Fig. 6. Schema representant les influences des territories encephaliques sur les os de
la voute cranienne. Le frontal (F) est induit par Faction conjuguee du prosencephale
(Pr) et du mesencephale (M). Le parietal (P) est induit par Faction conjuguee du
mesencephale (M) et du rhombencephale (Rh).
On peut penser que la determination de la plaque basilaire se faisant de
l'avant vers l'arriere, sa partie anterieure recevrait de la part de la chorde une
induction suffisamment precoce pour etre enregistree avant son excision, ce qui
expliquerait la presence de la partie post-hypophysaire du basisphenoide, alors
que sa partie posterieure n'existe pas. Une operation realisee tres tot entrainera
la determination du cartilage acrochordal seul, et la plaque basilaire sera
reduite a sa partie anterieure. Une operation realisee plus tardivement aura
laisse a la chorde le temps d'induire le mesenchyme qui l'entoure a former le
cartilage parachordal, et la plaque basilaire sera ainsi plus etendue.
Un processus identique se produit au niveau du basioccipital. L'excision de
la chorde entraine sa reduction. Ce resultat est a mettre en parallele avec ceux
de Strudel (1955), qui a montre que l'excision de la chorde vertebrale entraine
la disparition des corps vertebraux. La chorde serait done l'agent inducteur du
basioccipital. Pourquoi celui-ci ne disparait-il pas totalement? Sans doute parce
qu'il est influence par le tube nerveux qui demeure en place. Strudel avait
observe a partir du tube nerveux seul la formation de certains elements verte-
Influence inductrice de Vencephale. II
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braux ventraux. De la meme maniere, l'encephale posterieur est capable
d'induire la formation d'un basioccipital reduit, l'action harmonieuse de
l'encephale et de la chorde etant necessaire pour obtenir un basioccipital parfait.
La chorde cephalique peut done etre considered comme inductrice du basisphenoide et du basioccipital, son action a ce niveau de la tete est analogue a
celle qu'elle exerce dans la region thoracique.
RESUME
Nous avons pratique des excisions de la chorde et des territoires encephaliques
moyen et posterieur sur des embryons de Poulet ages de 48 h.
1. L'excision de la chorde seule entraine la reduction de la plaque basilaire
et du basioccipital. Les autres os de la tete ne sont pas affectes par cette intervention.
2. L'excision du mesencephale seul modrfie peu le squelette cranien. Son
action sur la differentiation cranienne est plus faible que celle des autres
elements encephaliques.
3. La suppression du rhombencephale seul a pour consequence la reduction
des os parietaux, qui disparaissent si Ton excise simultanement le mesencephale
et le rhombencephale. Dans les deux cas, la plaque basilaire est reduite, elle
fait totalement defaut si Ton excise la chorde avec les tissus encephaliques.
4. Si Ton excise le rhombencephale et le tube medullaire anterieur, les
parietaux sont reduits, et les constituants lateraux et dorsaux du complexe
occipital disparaissent. Le basioccipital et la plaque basilaire se differencient,
mais restent petits.
5. Ces experiences confirment que la voute cranienne depend de l'encephale
et mettent en evidence le role de la chorde dans le developpement du plancher
cranien d'origine cartilagineuse.
SUMMARY
The inductive influence of the embryonic brain upon the development of the skull
in the fowl. II. The effect of removal of notochord and of mid- and hind-brain
material upon cranial development.
The notochord and the mid- and hind-brain of chick embryos 48 h old were
removed with the following consequences.
1. Excision of the notochord alone leads to a reduction of the basal plate
and basioccipital. The other bones of the head are unaffected by the operation.
2. Excision of the mesencephalon alone has a minor effect on the skull. Its
action on cranial differentiation is weaker than that of the other parts of the
brain.
3. Excision of the rhombencephalon alone leads to a reduction of parietals,
which disappear after excision of both mesencephalon and rhombencephalon.
In both cases, the basal plate is reduced. Development fails completely if the
notochord is excised with the brain tissue.
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J. SCHOWING
4. If both rhombencephalon and anterior medullary tube are excised, the
parietals are reduced and the lateral and dorsal parts of the occipital complex
disappear. The basioccipital and basal plate are differentiated, but remain small.
5. These experiments demonstrate that cranial vault differentiation depends
on the brain and show the role of the notochord in the development of the
cartilaginous cranial floor.
TRAVAUX CITES
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