BULLETIN

MUSÉUM NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE

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Le Bulletin du Muséum national d’Histoire naturelle, revue bimestrielle, paraît depuis

1895 et publie des travaux originaux relatifs aux diverses branches de la Science.

Les tomes 1 à 34 (1895-1928), constituant la l re série, et les tomes 35 à 42 (1929-1970),

constituant la 2 e série, étaient formés de fascicules regroupant des articles divers.

A partir de 1971, le Bulletin 3 e série est divisé en six sections (Zoologie — Botanique —

Sciences de la Terre — Sciences de l’Homme — Sciences physico-chimiques — Écoloogi

générale) et les articles paraissent, en principe, par fascicules séparés.

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BULLETIN DU MUSÉUM NATIONAL D'HISTOIRE NATURELLE

3 e série, n° 413, septembre-octobre 1976, Zoologie 290

Contribution à l’étude des spermatophores

de quatre espèces de Collemboles

par Nicole Poinsot-Balaguer *

Résumé. — Les spermatophores de quatre espèces de Collemboles sont décrits. Ils ont des

formes comparables : un pédicelle qui pénètre dans une gouttelette spermatique soutenue par

deux ramifications filiformes.

Abstract. — The spermatophores of four Collembola species are described. They hâve the

same form : a stalk which projects through the sperm droplet maintained by two thread like

branches.

Les spermatophores observés sont ceux de Isotomurus palustris palustris (Muller),

Isotoma viridis (Bourlet), Hypogastrura tulbergi (Schaeffer), Caprainea echinatus (Stach).

Isotomurus palustris palustris

Poinsot dans sa thèse (1971) avait décrit brièvement le spermatophore de cette espèce :

« un pédoncule collé au substrat par sa base élargie, et dont l’extrémité distale s’enfonce

dans une gouttelette spermatique soutenue par deux branches ».

L’observation de ce spermatophore a été réalisée grâce à des élevages de l’espèce

récoltée au bord de mares temporaires en Camargue.

Les spermatophores sont déposés par le mâle dans la cellule d’élevage, régulièrement

espacés de trois millimètres environ ; certains sont implantés sur la paroi de verre, perpen¬

diculairement au substrat. J’en ai observé en moyenne neuf dans chaque élevage.

Pour déposer le spermatophore, le mâle abaisse d’abord son abdomen vers le substrat

puis le relève fortement en arc de cercle. Cette attitude ne permet pas cependant de dire

s’il pose en premier la tige ou la goutte spermatique. Il saute ensuite dans un autre coin

de la cellule, ce qui fait que l’on trouve les spermatophores soit groupés, soit disséminés.

Les spermatophores ont été montés sur le vivant, d’après la méthode indiquée par

Juberthie-Jupeau (1963), dans le liquide de Ringer et fixé au polyvinyl lactophénol.

Un spermatophore (pl. I, 1) comprend :

— Un pédicelle de section ronde dont la longueur varie de 90 à 110 p et dont le dia¬

mètre est de 8 p. Il est solidement fixé au substrat par sa base élargie (il est en effet dilli-

* Laboratoire de Biologie animale — Ecologie, Centre de St Jérôme, Rue H. Poincaré, 13397 Marseille

Cedex 4.

413, 1

T" <71 ce

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NICOLE POINSOT-BALAGUER

PLANCHE I

. — Spermatophore d 'Isotomurus palustris palustris juste après son émission (vu en coupe optique).

. — Pédicelle du spermatophore d 'Isotoma viridis récolté en Provence.

. — Spermatophore d ' Hypogastrura tullbergi.

cile de détacher le pédicelle du support). Les photographies 1 et 2 (pl. II) le montrent

implanté sur une fibre de papier buvard. La partie distale pénètre profondément à l’inté¬

rieur de la tête du spermatophore. Le pédicelle porte deux ramifications filiformes dont

le départ se situe en dessous de l’insertion de la tête, leurs extrémités distales soutenant

PLANCHE II

1 et 2. — Spermatophore d'isotomurus palustris palustris.

3. — Gouttelette spermatique d’isotomurus palustris palustris.

4. — Spermatophore d’ Hypogastrura tullbergi.

la tête. La plupart du temps les branches se cassent, ne laissant cpie deux crochets courts 1

(voir pl. Il, 3).

— Une tête ressemblant (à la binoculaire) à une gouttelette hyaline. Au microscope,

elle se présente sous la forme d’une sphère de 50 à 60 p de diamètre, dont le pôle opposé

à l’insertion du pédicelle est nettement renflé, formant une sorte de hernie.

Morphologie interne de la tête du spermatophore

L’enveloppe de la tête du spermatophore, épaisse et granuleuse, s’amincit brusque-

1. La fragilité des deux ramifications explique sans doute que Schaller ne les ait pas observées,

et qu'elles ne figurent pas sur ses photographies.

1238

NICOLE POINSOT-BALAGUER

ment sur les bords de la hernie. Dans la concavité, elle garde la même structure mais elle

est quatre fois moins épaisse que dans le reste de la capsule.

Le jour de l’émission, les spermatozoïdes remplissent toute la capsule, hernie comprise ;

ils forment une masse compacte agitée de mouvements désordonnés. Deux jours après,

les spermatozoïdes s’accumulent dans la hernie, quelques-uns restant dans la sphère, de

part et d’autre de la masse formée par les premiers. On peut observer les spermatozoïdes

et leur flagelle dont la longueur est de 60 p. environ. Quatre jours après l’émission, le sperma-

tophore s’ouvre au moindre contact, libérant les spermatozoïdes. Cette libération s’accom¬

pagne d’une diminution de volume de la sphère très nette, visible même à la binoculaire.

Les photographies montrent la tète du spermatophore après le départ des spermatozoïdes.

La forme générale n’a pas changé, on distingue toujours la paroi très épaisse de la capsule,

tandis que celle beaucoup plus fine de la hernie s’est déchirée. Les spermatozoïdes libérés

ont tendance à rester agglutinés sur l’enveloppe externe.

Au sujet de la tête du spermatophore, Hale (1965) a émis des doutes sur la déchirure

seulement mécanique de l’enveloppe ; il a en effet noté sa résistance dans l’eau et le lacto-

phénol. La figure 1 (pl. I) et les photos 1 et 2 (pl. II) laisseraient supposer la présence d’une

membrane entourant la tête du spermatophore. Les dernières observations de Dallai

(1975) montrent, cependant, qu’il ne semble pas y avoir de membrane externe mais « conden¬

sation d’un matériel granuleux, de la même consistance que celui trouvé autour des sperma¬

tozoïdes, mais plus électroniquement dense ».

Le spermatophore d’ Isotomurus palustris palustris ressemble à celui d ’Orchesella oillosa

tel que le décrit Mayeii (1975). La tête du spermatophore A'Orchesella, d’après la pho¬

tographie donnée par Sciialler (1953), est cependant moins globuleuse, la « hernie » est

plus allongée, plus étroite. Les pédicelles des deux espèces portent deux ramifications

distales très fines.

Isotoma viridis

Betsch-Pinot (1974) décrit ainsi le spermatophore de cette espèce : « La gouttelette

spermatique est traversée par l’extrémité distale du pédoncule qui se termine par un cro¬

chet englobé dans le dôme apical de la gouttelette ».

J’ai, quant à moi, observé des spermatophores déposés par les mâles de cette espèce

récoltée en Provence. Le pédicelle porte comme celui du spermatophore à’Isotomurus

palustris deux ramifications très fines qui semblent soutenir la gouttelette spermatique

(pl. I, 2).

Les observations, dans les deux cas, ne peuvent être mises en doute. Il s’agit de deux

formes de spermatophores différentes se rapportant à la même espèce si l’on se réfère à

la diagnose de Gisin (1960). Une étude comparative détaillée de la morphologie de deux

exemplaires provenant de chaque région, parisienne et provençale, ne montre des diffé¬

rences que sur la couleur : violette uniformément répartie sur les spécimens du Midi, verte

avec les ocelles et une tache médiane à l’arrière de la tête bleues chez les spécimens du Parc

de Brunoy ; et sur la forme des macrochètes : fortement spinulées chez les exemplaires pro¬

vençaux, lisses (ou très légèrement spinulés, mais on ne peut l’observer qu’à l’immersion) chez

ceux de Brunoy. Les premiers individus correspondraient à la « variété » riparia Nicolet,

les deuxièmes à la « variété » violacea Lie Pettersen.

SPERMATOPHORES DE COLLEMBOLES

1239

Hypogastrura tullbergi

Le mâle a un comportement identique à celui d’/. palustris posant 7 à 9 spermato-

phores dans la cellule d’élevage.

Le pédicelle mesure 170 p. environ, il est élargi à la base permettant une implantation

solide sur le substrat. En dessous de la tête spermatique, j’ai observé dans un cas trois

ramifications très fines (pl. I, 3), dans un autre, quatre ramifications. L’apex de la tige

s’enfonce dans la gouttelette spermatique, s’amincissant à son extrémité. La surface du

pédicelle semble fibreuse (pl. II, 4).

La tête spermatique est arrondie. Les spermatozoïdes occupent tout le volume. Leur

sortie s’effectue par une déchirure de la membrane qui est extrêmement mince.

Caprainea echinatus

Le spermatophore de cette espèce est comme celui des précédentes espèces formé

d’un pédicelle mesurant en moyenne 200 p de long, élargi à sa base et dont la surface a

un aspect fibreux surtout dans sa partie proximale, plus lisse vers l’apex. Le pédicelle

porte juste en dessous de l’insertion de la tête spermatique deux ramifications ; il s’amincit

lorsqu’il pénètre dans la tête spermatique où il se termine en crochet.

Discussion

Si la morphologie du spermatophore d ’Isotoma viridis reste à revoir, on constate que

les trois autres espèces de Collemboles, appartenant à des types morphologiques différents,

présentent des spermatophores semblables. La formation d’une « hernie » dans la goutte¬

lette spermatique ne peut être considérée comme un caractère différentiel. En effet, dès

son dépôt par le mâle, à cause des phénomènes de tension superficielle, les spermatozoïdes

s’accumulent vers le haut de la gouttelette amenant une déformation de la sphère, défor¬

mation qui aboutira à une rupture lors du transfert des spermatozoïdes à l’intérieur des

voies génitales de la femelle.

Conclusion

Les spermatophores décrits ici, à quelques détails près, sont donc du type pédicellé,

forme qui semble générale aux groupes des Entomobryomorpha et Symphypleona comme

l’a constaté Betsch-Pinot (1974).

1240

NICOLE POINSOT-BALAGUER

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Baheth, C., 1965. — Le spermatophore de Lepidocampa (Diploures, Campodeïdes). C. r. hebd.

Séanc. Acad. Soi., Paris, 260 (14) : 3755-3757.

Betsch-Pinot, M. C., 1973. — Description du spermatophore d ’lsotoma viridis Bourlet, 1839

(Isotomidae) et comparaison des spermatophores connus dans chaque groupe de Collem-

boles. Rev. Êcol. Biol. Sol., 11 (4) : 541-552.

Cancela da Fanseca, J. P., 1969. — Le spermatophore de Damaeus quadrihastatus Markel et

Meyer (Acarien oribate). Proc. 2 nd. Int. Cong. Acarology : 227-232.

Dallai, R., 1975. — Ultrastructural and polarized light microscope studies on spermatophores

of Dicyrtoma minuta (Insecta, Collembola). J. Ultrastruct. Res., 50 : 350-361.

ILvt.e, W. IL, 1965. — Observations on the breeding Biology of Collembola. Pedobiol., 5 : 146-152,

161-177.

Juberthie-Ji peau, L., 1963. — Recherches sur la reproduction et la mue des Symphyles. Archs

Zool. exp. gén., 102 (1) : 172.

Mayer, IL, 1956. — Vergleichende Untersuchungen zur Fortpflanzungsbiologie Symphypleoner

Collembolen. (Springschwanze, Kungelspringer). Naturwiss., 43 (6) : 137-138.

— 1957. — Zur Biologie und Ethologie einheimischer Collembolen. Zool. Jahbr., Syst., 85 :

501-672.

Schaller, F., 1952. -—■ Die « Copula » der Collembolen (Springschwanze). Naturwiss., 39 : 48.

— 1952. — Das Fortpflanzungsverhalten apterygoter Insekten (Collembolen und Machiliden).

Verh., zool. Ges., Freiburg : 184-189.

— 1953. — Untersuchungen zur Fortpflanzungsbiologie Arthropleoner Collembolen. Z. Morph.

Okol. Ti.ere, 41 : 265-277.

— 1954. — Die indirekte Spermatophoren-Ubertragung und ihre Problème. Forschn. Fortschr.,

28 (2) : 321-326.

— 1959. -=■ Weitere Beitrage zum Problem der indirekten Spermatophoren-Ubertragung und

Versueh eines Systems der Yerhaltensphanomene. Forschn. Fortschr., 32 (7) : 200-204.

Schliwa, W., 1965. — Vergleichend anatomisch — histologische Untersuchungen über die Sper-

matophorenbildung bei Collembolen. Zoo/. Jb. Anat., 82 : 445-520.

Manuscrit déposé le 16 février 1976.

Bull. Mus. nain. Ilist. nat., Paris, 3 e sér., n° 413, sept.-oct. 1976,

Zoologie 290 : 1235-1240.

Achevé d’imprimer le 28 février 1977.

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Bauchot, M.-L., J. Daget, J.-C. Hureau et Th. Monod, 1970. — Le problème des

« auteurs secondaires » en taxionomie. Bull. Mus. Iiist. nat., Paris, 2 e sér., 42 (2) : 301-304.

Tinbergen, N., 1952. — The study of instinct. Oxford, Clarendon Press, 228 p.

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