CM 8 et 9 zoo - CM 8 et 9 zoologie PDF

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CM 8 et 9 zoologie...

Description

C’est un phylum très grand et très diversiié. Les apparences sont très variables mais l’organisaion interne est très homogène. Ce groupe comprend les Arachnides, les Myriapodes, les Crustacés et les Hexapodes. 1/ Caractères généraux : o Ce sont des cuiculates et des ecdysozoaires. Ils ont des pates ariculées (Arthropodes). Ils ont un squelete externe formé de cuicule sous laquelle on trouve un épithélium qui la sécrète. La cuicule est rigide et forme une carapace eicace. Cependant, cet exosquelete épais entraine la dispariion de la ciliature. Cela oblige l’animal à diférencier des zones souples (ariculaions). Le renouvellement de la cuicule par un phénomène de mue permet à l’animal de grandir. o Les mues condiionnent la croissance des Arthropodes (croissance en escalier). Celle-ci se fait seulement au moment de la mue. Le temps entre la mue et le séchage de la nouvelle cuicule permet à l’animal de grandir d’un seul coup. o La cuicule est formée de 3 couches : - L’épicuicule est dépourvue de chiine et est mince. Elle n’est pas élasique ni souple. Elle est donc plissée dans les zones ariculaires ain de permetre les mouvements. Elle est imperméable à l’eau et s’oppose aux pertes. -L’hexocuicule conient 20% de chiine (polysaccharide aminé) élasique. Elle est rigidiiée par la scléroine (protéine). Elle disparaît dans les zones ariculaires. -L’endocuicule est épaisse et élasique. Elle conient 60% de chiine. o L’endocuicule est regroupée avec l’hexocuicule pour former la procuicule. Celle-ci est composée de sels calcaires (Crustacés et Myriapodes) qui la rigidiient fortement. o La cuicule recouvre enièrement le corps de l’animal ainsi que toutes les invaginaions de l’ectoderme (sauf paroi médiane de l’intesin). Elle forme des invaginaions internes (apodèmes) servant de zones d’appui pour la musculature. 2/ Organes sensoriels : a) Yeux médians : C’est la vue primiive et assurée par les ocelles. Les cellules réiniennes sont sensibles et se situent au dessus de cellules pigmentaires qui relètent les rayons lumineux. La cuicule est recouverte par une cornée protectrice. Entre la cornée et les cellules réiniennes on trouve un cristallin. À cet ocelle, on trouve un cordon nerveux qui permet de l’innerver. C’est le type d’œil primiif que l’on retrouve depuis les Diploblasiques. Ce sont les uniques structures visuelles de beaucoup d’Arthropodes. b) Yeux composés : On les retrouve chez les Crustacés et les Hexapodes. On parle aussi d’yeux à facetes. Il s’agit d’un assemblage de peits éléments (ommaidies) que l’on peut avoir en plus ou moins grand nombre selon les groupes (quelques dizaines à plusieurs milliers). Une ommaidie est formée par des cellules sensibles reliées au système nerveux. Les cellules réiniennes sont disposées en étoiles. Sur une même ommaidie, on a diférentes cellules réiniennes qui sécrètent de la chiine sur leur face interne. Au dessus de ces cellules, on trouve un cône guidant les rayons lumineux. La cornée protectrice est formée de cuicule amincie et transparente. En plus de cela, on a des cellules pigmentaires qui gainent l’ommaidie et qui y cantonnent le rayon lumineux. On parle de vision par apposiion : le rayon lumineux qui pénètrent dans une ommaidie est piégé et ne peut pas ressorir. Donc l’animal va créer autant d’image qu’il a d’ommaidies. Cete vision par apposiion se retrouve chez les insectes diurnes. Plus on a d’ommaidies, plus la vision est précise et est adaptée à de fortes luminosités.

La vision par superposiion permet au manchon de pigment de se retrouver aux deux extrémités. Quand le rayon lumineux ateint une ommaidie, celle-ci va le partager avec les autres. Donc au lieu d’avoir un grand nombre d’image que l’on doit intégrer, on se retrouve avec moins d’images mais qui se superposent. Cete vision est eicace aux faibles luminosités et se retrouve chez les Arthropodes nocturnes qui vivent en milieux peu éclairés (zones aquaiques profondes). Un œil humain peut disinguer une cinquantaine de mouvement par seconde alors que les Arthropodes peuvent en disinguer jusqu’à 200 à 300. Cete capacité est uile pour les animaux volants et très rapides (mouches et libellules). On n’observe pas de variaion du cristallin : il n’existe qu’une seule distance focale. Les centres d’intégraion nerveux sont donc très eicaces. L’appréciaion des couleurs est très variable (spectre lumineux très étendu). c) Statocystes : On les retrouve chez les Arthropodes aquaiques car c’est un bon système d’équilibraion. Ils sont toujours formés de la même façon et informent l’animal sur son orientaion. Leur posiion est assez variable : on peut les trouver au niveau des antennes ou des pates. Peu importe leur posiion, ils ont toujours le même rôle. d) Sensilles : Ce sont des soies sensorielles qui permetent à l’animal d’être informé sur son environnement. Elles sont formées en deux paries : une cellule trichogène logée dans une cellule tormogène. C’est cete dernière qui est innervée. La cellule trichogène transperce la carapace et se retrouve à l’extérieur. Elle est recouverte par une cuicule est extrêmement mince. Ces poils sensoriels sont très fréquents sur la parie antérieure (pates, bouche, etc.). • Chimiorécepteurs : Ce sont des cellules sensorielles plus ou moins isolées qui se retrouvent dans des endroits où la cuicule est extrêmement ine et perméable ain de senir les variaions. On a donc des animaux très sensibles et qui peuvent se reconnaitre jusqu’à 5 km. • Goût : Les cellules gustaives peuvent se retrouver dans la bouche mais dans d’autres paries du corps tels que les palpes buccaux des abeilles et des fourmis, les pates des mouches et des papillons. • Audiion : Elle est assurée par un organe tympanique. Un tympan d’Arthropode est composé par une lame de cuicule très ine et tendue sur une cavité; Les vibraions du tympan seront perçues comme du son. Ce tympan foncionne comme celui des humains; La posiion des tympans est variable (pates ou thorax) mais ne se retrouve que chez les Arthropodes terrestres. 3/ Système nerveux : o o

Il est bâti sur le modèle général d’un système nerveux d’Annélides. On retrouve les mêmes structures car on a des organismes hyponeuriens. On a une tendance à la croissance en taille des ganglions nerveux et à leur fusion.

a) Cerveau : La parie antérieure est formée de 3 paries : -Le protocérébron innerve les yeux ; -Le deutocérébron innerve la première paire d’antennes (Crustacés) ou les deux (Insectes) ; -Le tritocérébron innerve la deuxième paire d’antennes (Crustacés) ou non (Insectes). Les autres appendices de la parie antérieure du corps sont innervés par la masse ganglionnaire sous œsophagienne. L’innervaion des Arthropodes peut donc être résumée par le tableau suivant :

Chez les Crustacés, on peut trouver des pates céphalisées annexées par le prosoma. Elles servent maintenant à la nutriion. Il y a donc un changement de gesion cérébrale de ses pates. b) Chaine nerveuse : En arrière de la parie céphalique, on trouve la double paire de chaine nerveuse dont plusieurs ganglions innervent chaque paire de pates sur chaque métamère. Chaque ganglion émet deux nerfs dorsaux moteurs qui innervent les pates et un nerf ventral qui innerve les structures sensorielles du métamère considéré. On a une tendance évoluive sur chaque phylum vers une réducion de la chaine ventrale qui va de pair avec une réducion de la métamérie. Chez un Scorpion, les métamères sont nombreux et innervés par une paire de ganglion. On perd cete métamérie chez les Araignées ainsi que ce type d’innervaion. C’est la même chose pour les Crabes, les Crevetes, les Criquets et les Mouches. Tube digestif : o Il est assez variable avec des dimensions qui sont foncions du régime alimentaire de l’animal. Il est toujours formé de 3 paries. o La musculature du tube digesif permet des contracions ain de repousser le bol alimentaire de l’avant vers l’arrière. a) Stomodéum : C’est la parie antérieure d’origine ectodermique et donc recouverte par de la cuicule. Celle-ci est renouvelée à chaque mue. Elle est uilisée pour former des structures rigides permetant la râpe, la dilacéraion et le broyage de la nourriture. On diférencie donc des zones spécialisées : -Un jabot (zone élasique) qui stocke la nourriture. Cela permet à l’animal de consommer beaucoup de nourriture d’un seul coup et de la digérer ultérieurement. On retrouve ce jabot chez les animaux avec un régime alimentaire peu énergéique ; -Un gésier (structure musculaire) qui a un rôle de broyage. Il porte une cuicule épaissie et rigide. Chez les crustacés, on parle de moulin gastrique ; -Des glandes salivaires qui permetent le début de la digesion du bol alimentaire. Le stomodéum a donc une acion mécanique et chimique. b) Mésentéron : C’est l’intesin moyen d’origine endodermique et n’est donc pas recouvert de cuicule. Il a le rôle de sécréter une parie des enzymes digesives et d’absorber les produits de digesion. C’est là que se fait la grande parie de l’absorpion des nutriments. Les cæcums accroissent la surface d’absorpion. Par ailleurs, des enzymes sont sécrétées par la paroi du mésentéron ainsi que par une volumineuse glande digesive (hépatopancréas). Cete glande est reliée au mésentéron par un canal. c) Proctodéum : C’est l’intesin postérieur d’origine ectodermique. Il est lui aussi recouvert de cuicule (renouvelée à chaque mue). Il peut se diférencier en 2 régions : le colon et le rectum. Le proctodéum débute au niveau de la valvule pylorique (régule le lux du bol alimentaire). Il a un rôle dans la réabsorpion de l’eau et de certains ions (sodium, chlore).

Chez les autres groupes, le rectum peut acquérir une foncion respiratoire. Il forme une cavité contenant les branchies annales. On a alors un pompage d’eau ain de baigner le rectum. 5/ Appareil excréteur : Les produits excrétés sont de diférentes natures : -Excréion de Guanine chez les Chélicérates ; -Excréion d’urates (urée ou acide urique) chez les Hexapodes ; -Excréion d’ammoniaque chez les Crustacés. La nature des rejets dépend esseniellement du mode de vie de l’animal. Si l’organisme est aquaique, l’urine est diluée dans l’eau. Il rejete donc les déchets tels qu’ils sont produits par l’organisme (ammoniaque). Si l’organisme est terrestre, on observe un traitement de l’ammoniaque. Celle-ci sera transformée en un produit beaucoup moins toxique stocké et concentré. Il peut être sous forme liquide car dilué dans l’eau (urée) ou sous forme solide (acide urique) pour une récupéraion opimale de l’eau. a) Néphrocytes : Ce sont des cellules servant à l’excréion. On les retrouve chez les insectes et elles forment des amas autour du cœur. Elles ont pour rôle d’absorber les déchets urique et de les dégrader ain de les rendre moins toxiques. Ces déchets sont inalement rejetés dans le système circulatoire. Ils ne sont pas évacués par les néphrocytes mais seulement transformés. b) Corps adipeux : On les retrouve chez tous les Arthropodes. Ce sont des grosses cellules arrondies : les cellules à urates. On les trouve autour du tube digesif et elles vont accumuler les déchets de l’organisme. Ceuxci sont stockés sous forme de cristaux d’urates (sodium). Ces corps adipeux correspondent à des reins d’accumulaions. Ils vont éliminer les déchets lentement dans la lumière du tube digesif. c) Néphridies modifiées : Ce sont les néphridies que l’on retrouve chez les Annélides. Elles sont d’origine cœlomique et se répètent dans un peit nombre de métamères. Elles ne possèdent plus de pavillon néphridien ouvert mais elles baignent dans le système circulatoire de l’animal. L’excréion se fait dans la paroi de l’hémocœle et par pression osmoique. Ces néphridies portent diférents noms selon les groupes d’Arthropodes : -Glandes coxales chez les Arachnides. La coxa est l’aricle basal des pates ; -Glandes antennaires ou maxillaires chez les Crustacés. d) Branchies : La paroi mince des branchies permet un rejet direct des produits d’excréions. e) Tubes de Malpighi : On les trouve chez les Arachnides et les Hexapodes. Ils baignent dans l’hémolymphe et se déversent dans le tube digesif à la in du mésentéron. Leur nombre est variable selon les groupes : -2 à 4 pour les Arachnides ; -4 à 6 chez les Coléoptères ; -100 et plus chez les Hyménoptères. Ces tubes présentent 2 paries avec une région antérieure basique et une région postérieure acide.

Dans la région antérieure, la paroi du tube sécrète massivement des ions Potassium. Dans l’hémolymphe, on trouve de l’acide urique insoluble sous forme de cristaux. Cet acide urique doit être dissout dans l’eau pour rentrer dans le tube de Malpighi. Les ions Potassium ont une forte ainité avec l’acide urique ain de le dissoudre. Cela permet de former de l’urate de Potassium et de le faire passer dans la région antérieure du tube. L’entrée d’eau très importante se fait en même temps. La producion de CO2 permet d’avoir une forte ainité du Carbone avec le Potassium. On va tendre à dissocier l’acide urique et le Potassium ain de récupérer ce dernier. On forme alors du KHCO3, on piège l’acide urique (redevient insoluble dans la région inférieure) qui se recristallise. Des pompes vont réabsorber le KHCO3 ain de réuiliser le Potassium. Des pompes à eau vont récupérer l’eau. L’acide urique est donc précipité et rejeté dans le tube digesif. Ce système permet d’extraire l’acide urique du tube respiratoire, de le concentrer dans les tubes de Malpighi et de le rejeter dans le tube digesif. Ces tubes foncionnent très bien et permetent de maintenir certains Arthropodes en milieu très sec, voire déseriques. On a aussi des structures qui permetent la réabsorpion d’eau et de sels minéraux au niveau du proctodéum. 6/ Respiration : Elle est dépendante du milieu de vie de l’animal : aérien ou aquaique. Cela entraine donc des contraintes diférentes. a) En milieu aérien : L’accès à l’oxygène est important (20% d’O2 dans l’atmosphère) mais il faut limiter les pertes en eau.

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Poumons : Ce sont des zones d’échanges gazeux permetant les échanges entre le milieu extérieur et le système respiratoire. Ceux-ci ne se font plus par le biais du système respiratoire mais à parir d’une zone spéciique. Chez les Scorpions, on a 4 paires de poumons lamellaires. La zone d’échange est formée de lamelle creuse (chiine) extrêmement mince où la cuicule est ine ain de permetre les échanges gazeux. Cete cuicule est étanche aux liquides mais perméables aux gaz. Les lamelles aérifères sont alternées avec des capillaires sanguins (surface de contact importante). Cela permet les échanges en gaz respiratoire. L’hémolymphe carbonatée (riche en CO2) se retrouve dans le sinus ventral. Elle traverse les poumons, s’oxygène puis est renvoyée vers le cœur au moyen d’une veine pulmonaire. L’arrivée au cœur relance la pression sanguine et redistribue le sang oxygéné aux organes. On a, donc, un cœur qui reçoit du sang oxygéné alors que les sinus ventraux collectent le sang carbonatés depuis les organes. Les poumons foncionnent très bien car on observe qu’un scorpion a trop de capacité pulmonaire. Avec une seule paire de poumon, il peut vivre convenablement. Le poumon est une structure fragile et protégée. On ne le retrouve pas à l’extérieur mais dans un atrium ouvert au niveau de sigmates. En théorie, les lamelles aérifères sont imperméables à l’eau. Mais elles le sont quand même un peu : cela engendre quelques pertes en eau. Cependant, au niveau de l’atrium, des phénomènes de condensaion permetent de recapturer un peu de cete eau. Le poumon est un avantage car la distribuion de l’O2 se fait par le système circulatoire. On a donc un poumon localisé dans un endroit de l’animal mais la présence de un ou

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plusieurs cœurs permet d’alimenter tous les organes de l’animal ; même s’il est de grande taille. La respiraion pulmoné va de pair avec un système circulatoire eicace et développé. Cependant, il faut une pression sanguine importante avec un cœur gros et qui bat vite. Cela permet d’enrichir, plus rapidement, le sang en O2 vers les diférents organes. Le système circulatoire tend à être de moins en moins lacunaire ain de faciliter le lux sanguin ainsi que de garder une pression sanguine importante. Trachées : C’est le système respiratoire des Hexapodes terrestres mais que l’on retrouve aussi chez les Myriapodes et chez certains Chélicérates. Les trachées sont des tubes amenant l’air atmosphérique jusqu’à tous les organes. On a un réseau très dense de tube ain d’amener l’oxygène directement à tous les massifs cellulaires. Les sigmates débouchent dans des troncs trachéens (courent dans le corps de l’animal) qui se divisent en trachées puis en trachéoles (tubes de plus en plus peits). On recense quelques millions de trachéoles sur l’animal. Celles-ci sont d’origine ectodermique et sont donc recouverte de cuicule (l’animal renouvelle la cuicule de toutes ses trachées lors de la mue). La cuicule joue un rôle important car elle forme une structure de mainien qui évite l’aplaissement de la trachéole. Elle forme un ilament spiralé (ténidie) qui permet de maintenir la trachée ouverte. Le renouvellement de l’air se fait par contracion musculaire qui va aplair les trachées ain qu’elles rejetent l’air qu’elles ont emmagasinées. Le système respiratoire est totalement indépendant du système sanguin. On a donc une réducion de l’importance et de l’eicacité du système respiratoire. Le cœur, le rythme circulatoire et le réseau sanguin sont simpliiés. Le réseau sanguin se compose d’un cœur qui envoie le sang dans un système circulatoire se limitant à 3 sinus : -Le sinus péricardique dorsal ; -Le sinus périviscéral latéral ; -Le sinus périneural ventral. L’avantage des trachées est qu’elles permetent d’éviter et de limiter les pertes en eau car elles ne sont pas en contact avec le système circulatoire (liquide). L’inconvénient consiste dans le fait que la trachée est un tube. Donc plus la longueur de la trachée est longue, plus il devient diicile de renouveler tout l’oxygène qu’elle conient. C’est probablement la présence de trachées qui empêche d’avoir des organismes de très grandes tailles. Coniguraion mixte : Certains organismes possèdent les deux systèmes respiratoires. On a donc une respiraion mixte chez la plupart des Araignées (présence d’une paire de poumon et d’un sigmate trachéen). Par ailleurs, on observe une évoluion qui tend à remplacer les poumons par les trachées : - Araignées « primiives » à 2 poumons ; - Araignées « normales » à 1 paire de poumons et 1 sigmate trachéen ; - Araignées « évoluées » à 2 paires de sigmates trachéens. On a une importance équivalente des deux systèmes qui contribuent, chacun, à la moiié de l’oxygénaion de l’animal.

b) En milieu aquatique : Les pertes en eau ne sont pas un problème dans le milieu aquaique. Mais, comme il est très peu oxygéné, il faut des adaptaions qui permetent de capter l’O2 dissout.

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Trachées : Ce sont les trachéobranchies qui correspondent à un système trachéen (animaux terrestres puis aquaique). Les sigmates trachéens ce sont fermés et on observe la mise en place d’une palete respiratoire. La cuicule est très ine (échanges gazeux) avec une densité très grande de trachéoles. Le système trachéen est rempli d’air qui ne se renouvelle pas. Il y a donc échange des gaz entre le milieu intérieur (air) et le milieu extérieur (eau). Les contracions musculaires permetent de faire circuler l’air dans les trachéobranchies. On retrouve les trachéobranchies à diférents endroits et surtout chez les larves aquaiques (aisselles des pates ou sous le cou). Les trachéobranchies plumeuses se retrouvent sur les cotés de l’abdomen (avec un système musculaire de mise en mouvement) ou dans une cavité (pompes qui renouvellent l’eau de la cavité). Autres mécanismes : Ce sont les branchies vraies (branchies sanguines ou osmobranchies) que l’on retrouve chez les Crustacés. Elles foncionnent comme un poumon (structure ine et digitée) et assurent les échanges gazeux avec le système circulatoire. La branchie est chargée en capillaire sanguin. Le système circulatoire est très développé (gros ...