Biologie animale L2S4

68 Pages·2007·12.83 MB·French

Biologie animale
L2S4
M. Gauer
bas(cid:128) sur le cours de 2006/2007
Universit(cid:128) Louis Pasteur, Strasbourg
Publi(cid:128) sous r(cid:128)serve d’erreurs
Plan du cours
INTRODUCTION GENERALE
La place de l’organisme animal dans le monde vivant
Les Eucaryotes
Les Eucaryotes : des subdivisions complexes
Les M(cid:128)tazoaires
Plan d’organisation et anatomie fonctionnelle : m(cid:128)thodes d’(cid:128)tude
La classification phylog(cid:128)n(cid:128)tique : (cid:128)mergence
La classification phylog(cid:128)n(cid:128)tique : notions de base
Notion de caract(cid:129)res d(cid:128)riv(cid:128)s
Groupe paraphyl(cid:128)tique
Groupe polyphyl(cid:128)tique
La construction des cladogrammes
Notion de polarit(cid:128)
Le crit(cid:129)re extragroupe
L’organisme animal : une machine biologique en interaction avec
son milieu de vie
La fonction de nutrition
La distribution
Le m(cid:128)tabolisme
La respiration
L’excr(cid:128)tion
Les syst(cid:129)mes de r(cid:128)gulation
Le t(cid:128)gument
La locomotion
La reproduction
LA BIOLOGIE ANIMALE DES INVERTEBRES
Les Spongiaires ou Porocytes
Les diff(cid:128)rentes formes d’(cid:128)ponges
Ascon
Sycon
Leucon
La biologie des Spongiaires : la nutrition
La reproduction des Spongiaires
La reproduction clonale ou r(cid:128)g(cid:128)n(cid:128)ration
La reproduction s(cid:128)xu(cid:128)e
La diversit(cid:128) des Spongiaires
Les Desmosponges
Les Hexatinellides
Les Eponges calcaires
Les Eum(cid:128)tazoaires : les 3 nœuds initiaux
L’(cid:128)pith(cid:128)lium
Les Cnidaires
Anatomie g(cid:128)n(cid:128)rale
La fonction digestive
Syst(cid:129)me nerveux, musculature et mouvements
La reproduction
La diversit(cid:128) des Cnidaires
Les Anthozoaires
Les M(cid:128)dusozoaires
Les Ct(cid:128)naires
Les Bilat(cid:128)raliens
Les Protostomiens : un groupe monophyl(cid:128)tique ?
Des Lophotrochozoaires aux Syndermates
La larve trocophore
Les Syndermates
Les Rotif(cid:129)res
Les Acanthoc(cid:128)phales
Les Lophophorates
Le lophophore
Les Ectoproctes ou Bryozoaires
Les Brachiopodes
Les Spiraliens
Les Entroproctes
Les Parenchymiens
Les Plathelminthes
Les Turbellari(cid:128)s
G(cid:128)n(cid:128)ralit(cid:128)s
Le tube digestif
Syst(cid:129)me nerveux et locomotion
Les organes excr(cid:128)teurs
La reproduction
Les Tr(cid:128)matodes et les Cestodes
Les N(cid:128)mertes
La nutrition
La locomotion
La reproduction
Respiration et excr(cid:128)tion
Exemples de diversit(cid:128)
Les Ann(cid:128)lides
La m(cid:128)tam(cid:128)rie
Organisation du m(cid:128)tam(cid:129)re : les sacs coelomiques
M(cid:128)tam(cid:128)rie et locomotion
M(cid:128)tam(cid:128)rie et cons(cid:128)quences sur le syst(cid:129)me anatomique
Mise en place de la m(cid:128)tam(cid:128)rie
La classe des Polych(cid:129)tes
La nutrition
La respiration
La reproduction
Les Oligoch(cid:129)tes
Quelques caract(cid:128)ristiques remarquables
Un exemple : le Lombric
La respiration du Lombric
La locomotion
Les Ach(cid:129)tes ou Hirudin(cid:128)s
Les Mollusques
Anatomie d’un mollusque type
Les Aplacophores
Les Polyplacophores
Les Gast(cid:128)ropodes
Mise en place du plan d’organisation d’un C(cid:128)phalopode
Torsion (cid:130) 180(cid:131) et flexion endogastrique
L’enroulement en spirale
La coquille
La fonction de nutrition
L’excr(cid:128)tion
Les syst(cid:129)me circulatoire
La respiration
La locomotion et le syst(cid:129)me nerveux
La reproduction
Diversit(cid:128)
Les Lamellibranches
Organisation g(cid:128)n(cid:128)rale
Le pied
La glande byssog(cid:129)ne
La prise alimentaire
Anatomie interne
Les C(cid:128)phalopodes
Quelques caract(cid:129)res d(cid:128)riv(cid:128)s
La locomotion
La nutrition
Le syst(cid:129)me de distribution
La circulation et la respiration
Le syst(cid:129)me nerveux
Les Scaphopodes / Les Monoplacophores
Les Siponcles
Les Cuticulates
Des Ecdysozoaires aux Euarthropodes
La cuticule des Arthropodes et ses cons(cid:128)quences
Structure de la cuticule
Mue
La mobilit(cid:128) des plaques exosquelettiques
Les Ch(cid:128)lic(cid:128)riformes
Quelques caract(cid:129)res d(cid:128)riv(cid:128) propres
Les pycnogonides
Des Ch(cid:128)lic(cid:128)rates aux M(cid:128)rostomes
Les Arachnides
Des Mandibulates aux Myriapodes
Des Pancrustac(cid:128)s aux Crustac(cid:128)s
Caract(cid:129)res d(cid:128)riv(cid:128)s des Crustac(cid:128)s
Morphologie externe
Nutrition
Diversit(cid:128)
Les Maxillopodes
Les Branchipodes ou Phyllopodes
Les Malacostrac(cid:128)s
Les Insectes ou Hexapodes
Quelques caract(cid:129)res d(cid:128)riv(cid:128)s
Morphologie externe
D(cid:128)veloppement
Nutrition
Distribution et circulation
Le vol des Insectes
Les Introvert(cid:128)s : Les N(cid:128)matazoaires
Pr(cid:128)sentation g(cid:128)n(cid:128)rale des N(cid:128)matodes
La locomotion
La nutrition
La reproduction
Les N(cid:128)matodes parasites
Ascaris
Oxyures
Trichinose
Filaires
Les Deut(cid:128)rostomiens
Les Echinodermes : caract(cid:129)res d(cid:128)riv(cid:128)s
Exemple de l’Etoile de mer
Morphologie externe
Morphologie interne
Syst(cid:129)me ambulacraire
La diversit(cid:128) des Echinodermes
INTRODUCTION GENERALE 1-1
La place de l’organisme animal dans
le monde vivant
Quelques d(cid:128)finitions
Biologie = le discours sur la vie
Raisonnement sur le vivant
Etude du vivant
Le vivant = un organisme physico-chimique ouvert sur son
environnement et qui est capable de se d(cid:128)velopper et se
maintenir selon l’expression d’un plan interne d’organisation
(selon une architecture interne cod(cid:128)e par l’information
g(cid:128)n(cid:128)tique) : autonomie du monde vivant.
Mais il y a une limite due (cid:131) la d(cid:128)pendance (cid:128)nerg(cid:128)tique de
l’organisme (cid:131) son milieu puisque le maintien n(cid:128)cessite
continuellement de l’(cid:128)nergie : p.e. l’(cid:128)nergie lumineuse chez
les organismes photosynth(cid:128)tiques.
Il y a donc la notion de couplage (cid:128)nerg(cid:128)tique qui est la
transformation d’une forme d’(cid:128)nergie en une autre forme
d’(cid:128)nergie.
Animal = organisme h(cid:128)t(cid:128)rotrophe
INTRODUCTION GENERALE 1-2
Les Eucaryotes
Origine commune du vivant.
Les eucaryotes poss(cid:129)dent une organisation avec un vrai noyau et dont le mat(cid:128)riel
g(cid:128)n(cid:128)tique est contenu dans ce noyau d(cid:128)limit(cid:128) par une enveloppe nucl(cid:128)aire. La
diff(cid:128)renciation cellulaire fait intervenir un fuseau mitotique organis(cid:128) (cid:131) partir de
centrioles. L’ADN est condens(cid:128) sous forme de chromosomes. Les microtubules sont des
polym(cid:129)res de la tubuline constituant majeur du cytosquelette. Ils sont la base de la
formation des flagelles constitu(cid:128)s par 9 doublets ou triplets de microtubules avec au
centre 2 ou 3 microtubules.
Groupe monophyl(cid:128)tique
C’est un groupe o(cid:130) tous les descendants sont dans le groupe
et poss(cid:131)dent ces caract(cid:131)res.
Les eucaryotes sont apparus ils y a environ 1 milliard d’ann(cid:128)es et comptent 1,75 millions
d’esp(cid:131)ces.
Les Eucaryotes : des subdivisions complexes
C’est un groupe complexe qui a longtemps (cid:128)t(cid:128) subdivis(cid:128) en 2 grands groupes : animal et
v(cid:128)g(cid:128)tal. Cette dichotomie (cid:128)tait totalement arbitraire.
Les Opisthoconthes sont caract(cid:128)ris(cid:128)s par le flagelle
propulseur en arri(cid:131)re avec les Champignons d’un c(cid:132)t(cid:128) et les
M(cid:128)tazoaires de l’autre. L’ensemble des membres de ce
groupe partage ma chitine.
INTRODUCTION GENERALE 1-3
Les M(cid:128)tazoaires
Ce sont les animaux au sens strict.
Les caract(cid:129)res d(cid:128)riv(cid:128)s qu’ils poss(cid:129)dent sont :
- une organisation cellulaire avec cellules diff(cid:128)renci(cid:128)es qui peuvent se regrouper
en tissu
- un (cid:128)pith(cid:128)lium en contact avec l’ext(cid:128)rieur d(cid:128)limite l’espace interne qui le s(cid:128)pare
du milieu ext(cid:128)rieur m(cid:133)me si le milieu ext(cid:128)rieur est internalis(cid:128) (p.e. la lumi(cid:131)re du
tube digestif qui est consid(cid:128)r(cid:128)e comme milieu ext(cid:128)rieur). Les cellules de
l’(cid:128)pith(cid:128)lium sont cili(cid:128)es et s(cid:128)cr(cid:131)tent une cuticule :
- la matrice extracellulaire ancr(cid:128)e sur la lame basale. Dans cette matrice il y a
des int(cid:128)grines qui assurent la coh(cid:128)rence entre les cellules et la lame basale et
des cadh(cid:128)rines qui assurent la coh(cid:128)rence cellule/cellule.
- Le tissu conjonctif avec des cellules libres non jointives et fig(cid:128)es par des
polym(cid:129)res de prot(cid:128)ines p.e. le collag(cid:129)ne qui forme des fibres prot(cid:128)iques qui
maintiennent les cellules dans le gel de prot(cid:128)oglycane.
- M(cid:128)iose produit des gam(cid:129)tes, il n’y pas de spores.
INTRODUCTION GENERALE 1-4
Plan d’organisation et anatomie
fonctionnelle : m(cid:128)thodes d’(cid:128)tude
La classification phylog(cid:128)n(cid:128)tique : (cid:128)mergence
La classification est une notion de rangement. Les premi(cid:129)re classifications (cid:128)taient de
type utilitaire :
- Dioscorides (1er s.) : 5 groupes : -veineuses
-vein(cid:128)neuses
-m(cid:128)dicinales
-aromatiques
-alimentaires
Le crit(cid:129)re est artificiel, il est choisi par l’exp(cid:128)rimentateur et cela ne repose pas que une
unit(cid:128) biologique.
- Cuvier (1769 – 1832) : 4 embranchements : -vertebrata
-arthropoda
-annelida
-radiata
Il utilise des crit(cid:129)res morphologiques tels que la sym(cid:128)trie radiaire etc… on peut ranger un
animal dans une cat(cid:128)gorie.
- Darwin (1809 – 1882) : les variations que l’on trouve sont des caract(cid:129)res h(cid:128)r(cid:128)ditaires
transmis aux g(cid:128)n(cid:128)rations suivantes. La diversit(cid:128) des esp(cid:129)ces provient d’une histoire
(cid:128)volutive. Comprendre cette diversit(cid:128) c’est refaire l’histoire du vivant.
Il y a deux sortes de classifications :
- phylog(cid:128)n(cid:128)tique par rapport aux proches parents ;
- phyn(cid:128)tique
qui sont compl(cid:128)mentaires.
La classification phylog(cid:128)n(cid:128)tique se base sur les innovations et il n’y a pas de hi(cid:128)rarchie.
Notions de base
Fond(cid:128)e par Will Henning (1913 – 1976) : retrouver les parent(cid:128)s (cid:128)volutives entre les
esp(cid:129)ces.
Notion de caract(cid:129)res d(cid:128)riv(cid:128)s : groupe monophyl(cid:128)tique
Qui contient un anc(cid:134)tre et des descendants = un clade. L’anc(cid:133)tre est caract(cid:128)ris(cid:128) par une
nouveaut(cid:128), ce caract(cid:131)re devient un caract(cid:131)re d(cid:128)riv(cid:128). Quand cette nouveaut(cid:128) appara(cid:134)t
pour la premi(cid:131)re fois c’est une autopomorphie. Ensuite il devient une synapomorphie
d’un clade. Un caract(cid:131)re qui est un caract(cid:131)re d(cid:128)riv(cid:128) d’un clade plus grand que celui qu’on
consid(cid:131)re est une sympl(cid:128)siomorphie : c’est un h(cid:128)ritage de l’extragroupe.
Groupe paraphyl(cid:128)tique
Contient un anc(cid:134)tre hypoth(cid:128)tique mais pas tous les descendants (p.e. les Reptiles)
Groupe polyphyl(cid:128)tique
Contient diff(cid:128)rents sous groupes mais pas l’anc(cid:133)tre. C’est un groupe qui n’a aucun sens
dans l’histoire naturelle : c’est une homoplasie = une convergence (cid:128)volutive.
INTRODUCTION GENERALE 1-5
La construction des cladogrammes
Un groupe monophyl(cid:128)tique est enracin(cid:128) sur une nœud.
Notion de polarit(cid:128)
Il faut d(cid:128)finir l’(cid:128)tat primitif = (cid:128)tat pl(cid:128)siomorphe et l’(cid:128)tat d(cid:128)riv(cid:128) = (cid:128)tat apomorphe. Il
faut pouvoir enraciner le groupe (cid:131) (cid:128)tudier sur quelque chose dont on est s(cid:135)r qu’il ne
viendra pas de brancher (cid:131) l’int(cid:128)rieur (une r(cid:128)f(cid:128)rence en quelques sortes) : quelque chose
qui est compl(cid:129)tement extragroupe.
Le crit(cid:129)re extragroupe
C’est ce qui va permettre le (cid:135) socle stable (cid:136).
L’extragroupe choisi est une truite.
0 = (cid:128)tat pl(cid:128)siomorphe = (cid:128)tat tel qu’on le trouve
dans l’extragroupe
1 = (cid:128)tat d(cid:128)riv(cid:128)
La truite pr(cid:128)sente la situation de d(cid:128)part donc
elle poss(cid:131)de que des (cid:128)tats pl(cid:128)siomorphes.
Pour les dents, l’oiseau n’en a pas donc c’est
une nouveaut(cid:128) ((cid:128)tat d(cid:128)riv(cid:128)).
Les caract(cid:131)res non informatifs sont les
m(cid:137)choires puisque m(cid:133)me la truite en poss(cid:131)de
et les membres car tous les autres ont ce
caract(cid:131)re d(cid:128)riv(cid:128). Ils n’apportent donc pas
d’informations sur le classement.
Les dents disparaissent dans le groupe des
oiseaux donc la nouveaut(cid:128)s ne concerne que les oiseaux et quelque soit la solution de
classement il y a toujours une apomorphie chez l’oiseau. Ce caract(cid:131)re ne permet pas de
diff(cid:128)rencier les 6 solutions de classement possible, il n’est pr(cid:128)sent que chez une esp(cid:131)ce
donc il n’apporte rien.
Un caract(cid:131)re informatif doit (cid:133)tre pr(cid:128)sent chez au moins deux esp(cid:131)ces et ne doit pas
appara(cid:134)tre ou dispara(cid:134)tre partout.