La morphogénèse gastrovasculaire de la méduse Aurelia aurita

par Camille Gambini

Thèse de doctorat en Biophysique

Sous la direction de Annemiek J.M. Cornelissen.

Soutenue en 2012

à Paris 7 .


  • Résumé

    La morphogenèse dans le vivant est contrôlée par un ensemble complexe de processus, parmi lesquels la physique joue un rôle essentiel. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressé aux processus mécaniques d'auto-organisation qui guident la morphogenèse gastrovasculaire de la méduse Aurélia aurita. Le système gastrovasculaire de cette méduse est constitué d'un réseau branché de canaux, dont le rôle est de distribuer les nutriments et l'oxygène dans son ombrelle, et dont l'organisation est relativement simple. Nous avons observé la croissance de ce réseau de canaux et étudié la structure et les propriétés mécaniques des tissus qui les entourent. Les canaux grandissent dans un mince feuillet cellulaire plat, l'endoderme, et sont entourés par de la matrice extracellulaire. Ces différents tissus sont comprimés périodiquement par des contractions musculaires. Des expériences de macro- et microrhéologie ont montré que la matrice apparait comme un gel viscoélastique mou, dont la structure et les propriétés mécaniques évoluent au cours du développement de la méduse. Cette évolution peut être mise en rapport avec les contraintes physiques particulières subies par la matrice lors des contractions musculaires. Par ailleurs, nous avons montré par microscopie optique et électronique que les canaux croissent localement par accumulation, empilement et différenciation des cellules de l'endoderme en cellules de canal. Des simulations numériques et des résultats expérimentaux suggèrent que ce processus est induit par une accumulation locale des contraintes de compression dans l'endoderme, à l'extrémité des canaux en croissance, à chaque contraction musculaire de la méduse.

  • Titre traduit

    Gastrovascular morphogenesis of the jellyfish Aurelia aurita


  • Résumé

    Morphogenesis of living Systems is controlled by a complex of processes in which also physics plays an essential role. In this PhD thesis, we have investigated mechanical self-organized processes involved in gastrovascular morphogenesis of the jellyfish Aurelia aurita. The gastrovascular System of this jellyfish is a branched network of canals, which role is to distribute nutrients and oxygen in its umbrella. The organization of this network is relatively simple. We have observed the growth of this canal network and studied the structure and mechanical properties of the surrounding tissues. Canals grow in a flat and thin cellular sheet, the endoderm, and are surrounded by the extracellular matrix. These different tissues are periodically compressed by muscular contractions. Macro- and microrheology experiments have shown that the extracellular matrix behaves as a soft viscoelastic gel, which structure and mechanical properties evolve during jellyfish development. These changes can be put in connection with physical constraints exerted in the extracellular matrix by muscular contractions. Besides, we have shown by optic and electronic microscopy that canals grow locally by accumulation, stacking and differentiation of endodermal cells into canal cells. Numerical simulations and experimental results suggest that this process is induced by compressive constraints, which are locally enhanced in the endoderm, at the tip of a growing canal, during each muscular contraction of the jellyfish.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (212 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 164 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2012) 060
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