MÉTAMORPHOSE, biologie

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Le développement indirect est caractérisé par le fait qu'à l'embryogenèse fait suite une phase larvaire : la larve diffère grandement de ses parents, auxquels elle ressemblera à la suite de profondes modifications. Toutefois, les modifications anatomiques et physiologiques qui conduisent à l'état adulte peuvent s'effectuer de deux façons bien différentes. Elles peuvent être progressives ou se réaliser par étapes échelonnées dans le temps. Dans le second cas, brusquement se manifestent des remaniements profonds : une métamorphose s'est produite. La métamorphose marque le passage sans transition d'un certain type d'organisation à un autre. La métamorphose de la grenouille et celle d'un papillon fournissent deux exemples caractéristiques.

Dans le cas de la grenouille, le têtard mène une vie aquatique avec respiration branchiale ; il se transforme en une grenouille terrestre à respiration pulmonaire. Cette métamorphose entraîne des modifications importantes de l'appareil respiratoire (les branchies et la cavité branchiale disparaissent ; le poumon se forme et la respiration pulmonaire s'établit) ; ces modifications respiratoires nécessitent des changements de l'appareil circulatoire. Un régime alimentaire différent (les têtards sont omnivores et les grenouilles carnivores) provoque des changements du tube digestif. Extérieurement, des pattes apparaissent et la queue régresse. Ces modifications anatomiques témoignent en fait de profonds changements physiologiques et biochimiques. La métamorphose des amphibiens résulte de l'action de l'hormone thyroïdienne (Gudernatsch, 1912). L'expérience montre qu'une greffe de la thyroïde ou un traitement thyroïdien provoque la métamorphose ; inversement, l'ablation précoce de la thyroïde chez un têtard inhibe la métamorphose mais non la croissance du têtard, qui se poursuit. L'action thyroïdienne est stimulée par l'action de la thyréostimuline, sécrétée par le lobe antérieur de l'hypophyse. Les substances antithyroïdiennes et frénatrices de la préhypophyse contrarient la métamorphose. Des facteurs externes (lumière, chaleur, nourriture, effet de groupe) favorisent ou retardent la métamorphose. Un retard spontané de la métamorphose détermine la néoténie caractérisée par la persistance de la morphologie et de la physiologie larvaire alors même que la reproduction devient possible (cas de l'axolotl).

Changement de milieu de vie : du têtard à la grenouille

Dessin : Changement de milieu de vie : du têtard à la grenouille

La métamorphose désigne les étapes évolutives d'un animal, de sa forme larvaire à sa forme adulte. Ce type de développement, qui intervient chez de nombreux arthropodes, mollusques ou amphibiens, se traduit par plusieurs changements morphologiques qui peuvent conduire l'animal, comme le... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Dans le cas du papillon, en raison de la rigidité de la cuticule tégumentaire, la métamorphose s'effectue obligatoirement au moment des mues. D'un œuf de papillon éclôt une chenille qui subit quatre ou cinq mues, période durant laquelle elle se nourrit et grandit sans se métamorphoser ; puis la chenille vide son tube digestif et file éventuellement son cocon ; une phase d'immobilité prolongée précède la cinquième ou sixième mue ; de la quatrième ou cinquième dépouille larvaire se dégagera ensuite une chrysalide (nymphe ou pupe). Quinze jours plus tard, le papillon émergera, semblable à l'image (imago) de ses parents (larve et imago sont des termes de Linné encore valables aujourd'hui). Il prendra enfin l'aspect et le comportement de l'adulte : c'est l'« insecte parfait ». De profonds remaniements morphologiques et physiologiques se sont réalisés. Le mécanisme est là aussi endocrinien. Une hormone métamorphogène (hormone de mue sécrétée par la glande thoracique) coexiste avec l'hormone juvénile (hormone antimétamorphose sécrétée par les corpora allata). L'hormone de mue suscite le phénomène de la mue, qu'elle soit larvaire, nymphale ou imaginale. Au début, la coexistence des deux hormones détermine la réalisation de mues larvaires ; dès que l'hormone juvénile disparaît, la mue est accompagnée des bouleversements de la métamorphose. Malgré la présence chez les papillons de deux types de mues, larvaires et imaginales, les processus s'enchaînent.

Chenille de papillon

Photographie : Chenille de papillon

Chenille du monarque (Danaus plexippus) sur une fleur de laiteron. 

Crédits : Cathy Keifer/ Shutterstock

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Chrysalide

Photographie : Chrysalide

Chrysalide d'un monarque (Danaus plexippus), papillon diurne et vénéneux pour tous les insectivores, principalement répandu en Amérique du Nord où il effectue de grandes migrations. 

Crédits : Art Wolfe/ Stone/ Getty Images

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Papillon Monarque

Photographie : Papillon Monarque

Monarque (Danaus plexippus), papillon diurne et vénéneux pour tous les insectivores, principalement répandu en Amérique du Nord où il effectue de grandes migrations. 

Crédits : Diana Cooper/ Getty Images

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Tant chez certains vertébrés (amphibiens, par exemple) que chez les arthropodes (papillons), les métamorphoses expriment donc des changements brusques et irréversibles dont le mécanisme est endocrinien puisque c'est l'équilibre hormonal qui, en se modifiant, déclenche les phénomènes histologiques (histolyse, phagocytose) et constructifs (histogenèse, morphogenèse).

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Changement de milieu de vie : du têtard à la grenouille

Changement de milieu de vie : du têtard à la grenouille
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Chenille de papillon

Chenille de papillon
Crédits : Cathy Keifer/ Shutterstock

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Chrysalide

Chrysalide
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Papillon Monarque

Papillon Monarque
Crédits : Diana Cooper/ Getty Images

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  • : membre de l'Académie nationale de Metz, directrice honoraire à l'École pratique des hautes études, université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie

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Pour citer l’article

Andrée TÉTRY, « MÉTAMORPHOSE, biologie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 février 2023. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/metamorphose-biologie/