Appareil wébérien - Weberian apparatus

Appareil wébérien et vessie d'une carpe

L' appareil wébérien est une structure anatomique qui relie la vessie natatoire au système auditif chez les poissons appartenant au super-ordre Ostariophysi . Lorsqu'il est pleinement développé chez les poissons adultes, les éléments de l'appareil sont parfois appelés collectivement les osselets wébériens . La présence de la structure est l'une des caractéristiques distinctives les plus importantes et les plus significatives du point de vue phylogénétique des Ostariophysi. La structure elle-même consiste en un ensemble d'os minuscules qui proviennent des premières vertèbres à se développer dans un ostariophysan embryonnaire. Ces os se développent pour connecter physiquement le système auditif, en particulier leoreille interne , à la vessie natatoire. La structure agit comme un amplificateur d'ondes sonores qui, autrement, ne seraient que légèrement perceptibles par la seule structure de l'oreille interne.

Anatomie structurelle et fonction

La structure généralisée de l'appareil wébérien s'apparente à un complexe squelettique d'os et d'osselets qui sont physiquement connectés au complexe auditif du labyrinthe en avant et à la région la plus antérieure de la vessie natatoire en arrière. La structure entière est dérivée des éléments squelettiques des quatre premières vertèbres . Les éléments impliqués comprennent : les os supraneuraux du crâne ; les os de l' arc neural modifiés , en particulier la paire de claustra et la scaphia ; l' intercalaire et les processus latéraux ; le tripus ; l'os suspensorium de la quatrième vertèbre ; la parapophyse de la vertèbre numéro cinq, y compris la vertèbre elle-même, plus la nervure pleurale correspondante de la vertèbre . De plus, une structure composée d' épines neurales fusionnées forme la partie la plus dorsale de l'appareil wébérien. Ensemble, la structure interagit en avant avec l' otolithe lagenaire situé dans le crâne et en arrière avec la vessie natatoire via la nervure pleurale. Postéro-ventralement, ce sont le tripus, l'os suspensorium et la troisième côte qui interagissent directement avec la chambre antérieure de la vessie natatoire .

L'appareil wébérien fonctionne en transmettant des signaux auditifs directement de la vessie à gaz , à travers les osselets wébériens, puis directement dans les structures labyrinthiques de l' oreille interne . La structure agit essentiellement comme un amplificateur d'ondes sonores qui ne seraient autrement que légèrement perceptibles par la structure de l'oreille interne seule. Avec la fonction supplémentaire de la vessie natatoire en tant que chambre de résonance , les signaux sont amplifiés à des niveaux notables.

Embryologie

L'analyse embryonnaire des appareils wébériens du taxon Brycon a permis de mieux comprendre le développement de la structure elle-même. Les éléments de l'appareil wébérien se forment à partir des cinq premières vertèbres parfaitement reconnaissables de l'individu. Le supraneural commence comme un élément du crâne. La claustra et la scaphia se développent à partir d'éléments dilatés de l'arc neural de la première vertèbre (V1). À partir de la deuxième vertèbre (V2), l'intercalaire et le processus latéral de la vertèbre sont réduits et s'agglutinent. La côte plurielle (R1) de la troisième vertèbre (V3) rétrécit et se déplace quelque peu ventralement, formant le tripus à partir d'une parapophyse vertébrale fusionnant avec la côte pleurale. L' os suspensorium de la quatrième vertèbre (V4) conserve quelque peu sa forme, se développant à partir de la côte pleurale de la vertèbre (R2). Les éléments restants de la cinquième vertèbre (V5), la parapophyse et la côte articulée (R3), y compris la vertèbre elle-même, forment la structure postérieure de l'appareil wébérien. Les épines neurales des quatre premières vertèbres fusionnent et se compressent, formant l'une des structures majeures de l'appareil.

L'étude de l'embryologie de l'appareil wébérien a depuis été menée sur diverses autres espèces d'ostariophysaires, dont les résultats ont conduit à diverses interprétations du développement (et donc de l' homologie ) des structures qui forment la structure. Des études spécifiques ont été menées sur les appareils wébériens de quelques taxons sélectionnés, dont Danio rerio , Rhaphiodon vulpinus et Corydoras paleatus .

Histoire évolutive

La première incidence enregistrée d'un appareil wébérien provient du poisson fossile Santanichthys diasii datant du Crétacé inférieur du nord - est du Brésil . Dans le taxon précité, l'appareil wébérien est assez développé ; il y a un intercalaire distinct et un tripus qui s'articulent avec les deuxième et troisième vertèbres respectivement. Un scaphium peut être vu dans au moins deux spécimens. L'arc neural de la troisième vertèbre s'est déjà élargi, presque semblable à celui des ostariophysans modernes. Le claustrum, élément des appareils modernes, est notoirement absent de l'appareil wébérien de S. diasii . Seules les quatre premières vertèbres sont impliquées dans l'appareil wébérien de Santanichthys ; Il n'y a aucun signe d'implication des éléments de la cinquième vertèbre contrairement aux otophysans modernes. Une caractéristique importante dans la formation de l'appareil wébérien, qui est une synapomorphie de l'Otocéphale, est la fixation de la cavité pleurale antérieure (côte) à la vessie natatoire . Une autre caractéristique cruciale est les diverticules otophysiques antérieurs de la vessie natatoire et en contact avec l' oreille interne , observés chez les Clupeiformes existants . Il existe également une relation entre le ligament interossiculaire et la vessie natatoire qui provient du diverticule de la vessie natatoire. Ceci a été montré en comparant la fibre du ligament et la tunique externe de la vessie natatoire qui ont la même composition histologique d'élastine et d'icthyocoll (un collagène spécifique de type I).

Étymologie

Ernst H. Weber , qui a le premier décrit la structure qui porte son nom.

L'appareil wébérienne est nommé d' après l' allemand anatomiste et physiologiste Ernst Heinrich Weber (1795-1878). L'appareil a d'abord été décrit en détail par Weber. Seuls quatre ossements ont été identifiés, à savoir le claustrum, le scaphium, l'intercalaire et le tripus. Ensemble, ces éléments ont été supposés jouer un rôle dans les fonctions auditives. Au fil des ans, d'autres fonctions ont été proposées et écartées. La régulation hydrostatique a été l'une des premières suggestions alternatives pour le fonctionnement de l'appareil.

Voir également

Les références

Bibliographie