23.8: Osmorégulation chez les insectes
Les tubules malpighiens sont des structures spécialisées que l’on trouve dans les systèmes digestifs de nombreux arthropodes, y compris la plupart des insectes, qui manipulent l’excrétion et l’osmorégulation. Les tubules sont généralement disposés par paires et ont une structure alambiquée qui augmente leur surface.
Les tubules malpighiens s’étendent du tube digestif, généralement la zone entre le midgut et le hindgut, dans l’hémolymphe— un mélange de sang et de liquide interstitiel présent chez les insectes et autres arthropodes, ainsi que dans la plupart des mollusques.
Contrairement à d’autres systèmes d’excréments, les processus excrétoires des tubules malpighiens manquent d’une étape de filtration. Les déchets métaboliques, comme l’acide urique, se diffusent dans les tubules de l’hémolymphe.
Les tubules sont tapissés d’une couche d’épithélie de transport. Ces cellules épithéliales spécialisées contiennent des pompes qui transportent activement les ions, comme le sodium (Na+) et le potassium (K+), de l’hémolymphe à l’intérieur du tubule, appelé le lumen. L’osmose permet à l’eau de suivre passivement les ions dans les tubules.
Du lumen tubule, l’eau, les ions et les déchets se déplacent de l’intestin au rectum. De minuscules microvillis saillants qui tapissent l’intérieur des tubules aident à maximiser le couplage soluté-eau et la propulsion des cristaux d’acide urique à travers les tubules.
Dans le rectum, les glandes spécialisées pompent beaucoup d’ions de nouveau dans l’hémolymphe. L’osmose permet à nouveau à l’eau de suivre les ions dans l’hémolymphe passivement. Les déchets azotés restants, constitués principalement d’acide urique concentré, peuvent ensuite être excrétés du rectum sous forme de pâte ou de poudre, ainsi que des excréments. Ce système de recyclage de l’eau et des ions permet efficacement à l’animal de conserver l’eau dans des environnements de déshydratation tels que les déserts.
Le nombre de tubules malpighiens varie d’une espèce à l’autre, d’un stade de développement et même d’individus. Par exemple, les fourmis ouvrières des espèces de crématogaster lineolata et myrmicina americana ont environ 5 tubules malpighiens, tandis que les criquets pèlerins (Schistocerca gregaria) en ont environ 250!
