TPE sur la soie d'araignée

Généralités sur les araignées

Les araignées (ordre des Araneae) sont des arthropodes de la classe des arachnides (au même titre que les scorpions, acariens, solifuges, schizomides… ).
45828 espèce sont décrites actuellement (selon The World Spider Catalog, au 21/01/2016), dont environs 1800 sont présentes en France.
Une seule espèce sur ces 45828 est herbivore (majoritairement), ironiquement nommée Bagheera kiplingi, vivant en Amérique centrale. Toutes les autres sont strictement carnivores.
Toutes les araignées possèdent huit pattes (divisées chacune en sept segments), deux pédipalpes (divisées en six segments), un céphalothorax (tête et support des pattes), un abdomen (opisthosome) et des filières, pour sécréter de la soie.

anatomie externe d'une araignée

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Anatomie externe d'une araignée

Il faut distinguer les mygales (Mygalomorphae) des « araignées vraies » (Araneomorphae).
Les premières, dans le cadre de ce TPE, ne présentent que peu d’intérêt, à cause de leur métabolisme généralement plus lent que celui des aranéomorphe, ce qui fait que leur production de soie générale est bien moins importante. De plus, au vu du faible nombre d’espèce de mygale en France et de l’impossibilité de les maintenir en captivité pour récupérer leur soie sans dossiers spécifiques (Certificat De Capacité et Autorisation d’Ouverture d’Etablissement), il ne convient pas de se pencher particulièrement sur leur cas.

Les aranéomorphes représentent une immense majorité des espèces connues (plus de 90%), et sont présentes sur tous les continents. Elles se différencient des mygalomorphes d'abord par leur habitus (céphalothorax en forme de « bouclier », apparence plus massive) mais surtout par la disposition de leurs crochets (chélicères), orientés diagonalement, comme une pince (à l'opposé des mygales qui ont les crochets droits). On dit que les aranéomorphes sont labidognathes tandis que les mygales sont orthognathes.
différence entre orthognathe et labidognathe

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Différence entre orthognathe (à droite)et labidognathe (à gauche)

Tous les arthropodes (donc les aranéomorphe n'échappent pas à la règle) grandissent par mue successive, c'est-à-dire que l'animal « change de peau ».
Étant doté d'un squelette externe (exosquelette) très rigide, l'araignée ne peut pas faire grandir ce squelette (fait de chitine) directement. Un second squelette, plus mou et extensible, se développe sous le premier, puis, lorsqu'il est complet, l'araignée quitte le premier squelette, laissant derrière elle une carapace vide (exuvie). Le second squelette (blanc au début de la mue), au contact de l'air libre, va sécher rapidement, mais reste mou au début de la mue, pour permettre à l'araignée de grandir d'un coup, c'est pour cela que c'est une période de vulnérabilité pour l'araignée et que beaucoup d'espèces muent de préférence la nuit.
L'exuvie est très souvent fixée à son support par un fil de soie, et l'araignée se fixe elle-même à cette exuvie par un autre fil de soie. Ainsi, elle ne risque pas de tomber.
mue d'une Holconia insignis

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Mue d'un juvénile Holconia murrayensis (ex insignis)

Chez la plupart des aranéomorphes, le dimorphisme sexuel (différences entre le mâle et la femelle) est très marqué (voir par exemple le I.3) ), avec un mâle souvent plus petit que la femelle, parfois au développement plus rapide, avec des pattes souvent plus longues que le reste de son corps.
La principale différence entre les mâles et les femelles se situe au niveau des pédipalpes. Le mâle adulte a le bout des pédipalpes renflé, en forme de bulbe, qui contient l'embolus, son réservoir de semence.
Le renflement se distingue déjà au stade subadulte (c'est-à-dire juste avant que l'individu ne soit adulte), et est complètement absent chez la femelle ou chez le juvénile. La femelle adulte, elle, se reconnaît par la présence de l'épigyne, son organe génital, zone en forme de croissant sombre ou clair à la base de l'abdomen (pli épigastrique).


Epigyne d'Eresus kollari

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Epigyne d'une femelle adulte Eresus cf kollari


Mâle adulte Steatoda nobilis
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Mâle adulte adulte Steatoda nobilis


Couple Holconia murrayensis
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Couple d' Holconia murrayensis; le mâle est à droite et la femelle à gauche

L'accouplement est souvent risqué pour le mâle, qui peut se faire dévorer par la femelle (mais ce n'est pas toujours le cas, loin de là!). Pour éviter ce genre de problèmes, différentes stratégies et parades plus ou moins complexes ont été mises au point ; par exemple, l'apport d'une proie emmaillotée (ou d'un sac de soie vide) chez Pisaura mirabilis, le bloquage des chélicères de la femelle chez certaines Tetragnathidae. Certaines parades peuvent être impressionnantes de couleur comme chez le genre Maratus, ou comprendre de nombreux tapotements des pédipalpes et de l'abdomen (cas de la plupart des araignées). Le mâle va, pour s'accoupler, utiliser ses pédipalpes. En effet, ses organes génitaux sont peu pratiques pour un accouplement « éclair », dans les cas où il risque sa vie. Mais ceux-ci, situés sous l'abdomen (au même endroit que l'épigyne de la femelle, au niveau du pli épigastrique), sont trop loin des pédipalpes.
Il va donc déposer sa semence sur une petite toile (la toile spermatique), généralement triangulaire, et ensuite la récupérer dans ses embolus, qu'il introduira dans l'épigyne de la femelle.

Les œufs qui seront ensuite pondus par la femelle et enveloppés dans un cocon protecteur en soie (voir I.1) ) peut avoir diverses formes, être abrité des intempéries et des prédateurs de différentes façons (exemple dans l'Introduction.3) ). Certaines fois (en France, cela se fait beaucoup), le cocon passe l'hiver, et les petits naissent au printemps.

Dans la nature, la soie a de multiples usages, autant dans la construction d'un abri que pour capturer et conserver les proies, pour la création du cocon protecteur des œufs, pour voyager, même, grâce à la technique du « ballooning », où l'araignée dévide de la soie par ses filières, et, profitant du vent, s'envole (ce sont principalement les toutes jeunes araignées qui procèdent ainsi, les fils qu'elles laissent derrière elles sont surnommés « fils de la vierge ») ; la soie sert également à retenir l'araignée en cas de chute… Énormément d'usages sont possibles !

La prédation chez l'araignée peut se faire de multiple manière ; très souvent, la soie y joue d'ailleurs un rôle essentiel. Les araignées se nourrissent d'arthropodes ou de petits vertébrés, et pratiquent sans problème le cannibalisme, parfois même avec des spécimens plus gros qu'eux (et leurs proies de manière générale les dépassent souvent en taille). Cette aptitude à la prédation est un des principaux problème de l'élevage d'araignée industriel (voir II.1) ).
Certaines araignées (famille des Salticidae) possèdent d'excellents yeux et chassent en calculant leur trajectoire (en tenant compte de l'espace, de la puissance du vent, des points faible dans l'exosquelette de la proie…) puis en sautant sur leur proie, un fil de soie accroché à leur support original leur servant de filin de sécurité.
On trouve aussi des toiles dites « anarchiques » pouvant être tissées chez d'autres espèces (comme Steatoda nobilis vue plus haut) ; elles se trouvent dans des lieux plus abrités généralement, mais le principe reste approximativement le même.
On retrouve également la traditionnelle toile dite « orbitèle », une des plus simple à observer, qui laisse les proies se piéger toutes seules, en les attirant très légèrement avec de l'électricité statique. Par la suite, plus les proies se débattent, plus elles s'emmêlent dans les fils gluants (voir I.1) ).

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