Systèmes nerveux et sensoriels 2BIOS01 10
Système Nerveux
Qu'est-ce que le système nerveux?
Il permet de répondre aux stimulus de l'environnement, qui sont détectés par les récepteurs sensoriels. Le système nerveux est ce qui permet le mouvement musculaire, le fonctionnement des organes et l'intégration des informations transmises. Chez les animaux ayant un cerveau limbique, il génère les émotions et chez les animaux ayant un cerveau cognitif, il génère l'intellect.
La composition du système nerveux
Il est composé de nerfs, d'organes sensorielles (faits de cellules sensorielles), d'une moelle épinière et d'un cerveau fait de cellules nerveuses qu'on appelle neurones.
La membrane cytoplasmique du neurone contient des filaments appelés neurofibrilles, de nombreuses enclaves et un organe spécial fait de corpuscules (les corps de Nissl). Le noyau du neurone est similaire à ceux d'une cellule.
La cellule nerveuse subit des prolongements grâce aux dendrites et à l'axone. Ces prolongement servent au contact avec les autres neurones ou les organes qu'elle innerve.
- Dendrites : Ce sont des prolongements qui ont la forme d'arborisation fines et courtes, disposées irrégulièrement et se terminent en ramifications.
- Axone : c'est une tige allongée qui est aussi un prolongement et se termine aussi en se ramifiant.
Il existe trois types de neurones :
- sensoriels, qui transmettent l'impulsion venant des récepteurs au SNC (système nerveux central)
- moteurs, qui transmettent l'information du SNC aux effecteurs ( muscles et glandes)
- et les interneurones( qui se trouvent dans quelques invertébrés et tous les vertébrés) qui sont dans la moelle épinière et le cerveau. Ils permettent l'apprentissage et d'avoir une mémoire
L'évolution du Système nerveux
Au début de l'évolution, les animaux rudimentaires avaient des ganglions, qui ne faut pas mélanger avec le cerveau qui est beaucoup plus complexe. Ensuite, apparaitra la céphalisation (les organes sensorielles se concentreront vers l'avant). Plus les espèces sont évoluées, plus leur système nerveux devient complexe et efficace.
Système nerveux central
Les vertébrés ont un système nerveux central, cela veut dire qu'il contient une encéphale et une moelle épinière). Il est composé de cellules appelées neurones qui établissent des connexions dites "synaptiques". Il faut des milliards de synapses pour le traitement d'un seul stimulus.
Le système nerveux central se situe dans la boîte crânienne et la colonne vertébrale.
Système nerveux périphérique
Le système nerveux périphérique est la partie du système nerveux qui fait circuler les informations :
- Afférentes (en référence à l'introduction ou l'arrivée d'un élément dans une région par ex : le sang qui arrive dans les ganglions, du SNP au SNC)
- Efférentes (qui permettent de débarrasser une substance d'une région, ou un vaisseau est efférent lorsque qu'il quitte cette région, du SNC au SNP)
Le SNP permet donc de faire circuler ces informations entre les organes et le système nerveux central. Il est formé de neurones sensoriels et de neurones moteurs issus de la moelle épinière. Il y a deux formes différentes de neurones moteurs: somatique et autonomes. Les neurones moteurs somatiques permettent la contraction des muscles squelettiques, qui est donc volontaire. Les neurones moteurs autonomes régulent l'activité des muscles viscéraux, ce qui est involontaire. Il existe également deux sortes de neurones autonomes, les sympathiques, qui augmentent le rythme cardiaque et la fréquence respiratoire, et les parasympathiques, qui calment l'organisme.
Systèmes sensoriels
Qu'est-ce que le système sensoriel?
Le système sensoriel fait partie du système nerveux. Il est constitué de récepteurs sensoriels, les chimicorécepteurs répondent aux stimuli chimiques, (gout, odorat), les mécanorécepteurs répondent aux déformations mécaniques, les thermorécepteurs répondent aux variations de température, les photorécepteurs répondent aux changements de luminosité (vue), les barorécepteurs répondent à la pression (pression arterielle) les osmorécepteurs répondent à l´osmoralité(= vitesse à laquelle l'estomac absorbe) d´un fluide les propriorécepteurs fournissent le sens de la position, indispensables pour l'équilibre ,les nocicepteurs répondent à la sensation de douleur, les hydrorécepteurs répondant au changements d´humidité, les Tonorecepteurs répondent aux vibrations (audition), de voies nerveuses et des parties du cerveau qui s'occupent du traitement de l'information sensorielle. Il contient les neurones sensitifs qui nous permettent d'avoir des "sensations", comme la vue, le toucher , l'ouïe ,le goût et l'odorat. Il permet d'informer notre corps de l'environnement dans lequel il se trouve. Il ne faut pas confondre sensation(conscience des variations de notre environnement) et perception (interprétation consciente des stimuli).
Les Spongiaires
Ils n'ont pas encore de systeme nerveux mais possèdent des neurones éparses dans le parenchyme (la somme des tissus constituant les parties fonctionnelles d'un organe). Ils sont liés par leur fibre avec l'ectoderme (feuillet externe qui se met en place en même temps que les tissus fondamentaux de l'embryon) et l'endoderme (feuillet interne de l'embryon). Ils ne possèdent pas non plus de système sensoriel.
Les Cnidaires
Ils ont un réseau nerveux, composé d'environ 100 000 neurones. La concentration de ces cellules se fait autour de la bouche. Les cellules nerveuses transmettent les messages aux cellules contractiles. Ils possèdent des cellules sensorielles, mais pas d'organe sensoriel. Ces cellules réagissent aux stimuli tactile et chimique. La méduse a déjà des cellules photoréceptrices qui lui permettent de distinguer la direction du fond et de la surface.
Les Vers
Les vers ont des ganglions cérébroïdes (un tissu regroupant un corps cellulaire de plusieurs neurones et leurs dendrites), d'où partent des paires de nerfs ramifiés.
Les Plathelminthes
Les plathelminthes sont dotés de nerfs transversaux, une paire de ganglions cérébraux et de deux cordons nerveux longitudinaux. Des nerfs connectifs relient les deux cordes longitudinales, créant un système en forme d'échelle qui s'étend à travers le corps. C'est le début de la céphalisation (système nerveux et sensoriel développé dans la partie antérieure). Leurs cellules photoréceptrices se situent au niveau de la tête, dans deux cellules qu'on nomme ocelle.
Les Némathelminthes
Leur système nerveux est formé d'un anneau ganglionnaire péri-œsophagien d'où partent les nerfs antérieurs et postérieurs donc ventrale et dorsale.Le SN est très simple. Il existe peu de fibres périphériques. Des récepteurs tactiles et des chimiorécepteurs se trouvent à la partie antérieure du corps. Les némathelminthes présentent très souvent le même nombre de cellules pour une espèce donnée (constance cellulaire).
Les Annélides
Ils comportent déjà un système nerveux beaucoup plus complexe, composé de ganglions cérébroïdes dorsaux situés dans la tête, un collier péri-œsophagien et d'une chaîne ganglionnaire ventrale, qui s'étend tous le long du corps et comporte une paire de ganglions par segment. Les organes sensoriels des annélides comprennent les yeux, des papilles gustatives,de tentacules tactiles et des organes d’équilibre appelé statocystes.
les Mollusques
Ils ont un système nerveux semblable à celui des annélides. Ils possèdent quatre organes sensoriels, le statorécepteur, les récepteurs tactiles, thermo et chimio-récepteurs et les yeux. Attention, pas tous les mollusques possèdent des yeux, les bivalves par exemple. Les gastéropodes eux ont une vue peu performante et les céphaopodes, par contre ont une très bonne vue.
Les Arthropodes
Ils ont un système nerveux semblable à celui des annélides, parfois plus ou moins condensé. Les yeux peuvent être simples (ocelles) ou composés (facette). Les arthropodes se dirigent surtout par le toucher et par l'odorat grâce à leurs poils sensoriels. Ceux-ci sont creux et contiennent le prolongement d'un neurone sensitif. Il peut aussi y avoir des organes auditifs et des organes d'équilibre.
Les Insectes
Ils ont un cerveau, qui est relié par un collier périœsophagien à une chaîne nerveuse ventrale métamérisée, comportant une paire de ganglions (souvent fusionnés), d'où partent de nombreux nerfs sensitifs et moteurs. Les orthoptères possèdent à l'arrière de leur corps deux organes appelés « cerques », recouverts poils mécanosensoriels qui leurs permettent de détecter le sens du vent et des courants d'air donc grâce à cela, il peuvent pressentir et éviter d'être attaqués par derrière. Pour le goût, ils ont des chémorécepteurs sur les pattes et la bouche. Pour la vue, ils ont des yeux à facettes. Pour l'odorat, ils se servent de leurs antennes pour sentir. Pour l'ouïe, peu d'insectes peuvent entendre. Mais le papillon de nuit entends les ultra son, le grillon et la sauterelle ont des tympans, donc entendent, situés sur les pattes et le criquet et la cygale ont des tympans sur les côtés. Pour l'équilibre, ils possèdent l'organe chrdotonaux qui leur permet un bon équilibe.
Les Echinodermes
Les échinodermes ont un double système nerveux, l'un est dit oral, situé de la bouche et fait d'un anneau nerveux contenant cinq nerfs radiaires ramifiés. Et l'autre dit aboral, situé dorsalement est semblable au système nerveux oral mais moins développé. Le système sensoriel est dispersé sur tout l'animal. Ils possèdent des structures qu'ils leur permettent de savoir où est la surface.
Les Chordés
Les chordés ont un système nerveux dorsal qui contient un encéphale dans le crâne et une moelle épinière dans la colonne vertébrale. Le système nerveux se forme à partir d'une gouttière longitudinale qui se creuse dans la partie dorsale de l'embryon, et devient ensuite une gouttière neurale, puis se ferme et devient un tube nerveux dorsal. A la formation de ce tube, l'archancéphale va produire les organes de l'encéphale qui va créer trois vésicules, une antérieure, une moyenne et une postérieure, qui vont créer à leur tour cinq régions. Le reste du tube sera la moelle épinière.
Les Poissons
Les poissons ont un tout petit système nerveux cependant, ils ont des tubercules bijumeaux, des lobes olfactifs et un cervelet plutôt imposants. Leurs hémisphères cérébraux sont représentés par des corps strié et ne sont pas très développés. La majorité des poissons diurnes ont des yeux capables d'une vision des couleurs au moins aussi bonne que celle des humains. Les poissons ont un gout et un odorat très fin, contrairement à leur ouïe qui n'est pas très bonne, malgré leur oreilles internes. Les poissons possèdent des récepteurs sensitifs, accumulé sur la ligne latérale, qui leur permettent de sentir le sens du courant. Les poissons-chats et les requins possèdent de plus des organes qui détectent des courants électriques de faible intensité. Certaines espèces peuvent les utilisées pour détecter la pollution de l'eau grâce à la variation de leurs émissions électriques.
Les Batraciens
fig. 311 Chez les batraciens, il y a dans l'encéphale deux hémisphères liées par des commissures. Ces hémisphères se prolongent dans les lobes olfactifs. Leur tubercules bijumeaux peuvent se dédoubler et leur cervelet est très petit. L'épiphyse (ou glande pinéale), est rudimentaire chez les batraciens à queue (Urodèles)et bien développées chez les batraciens sans queue (Anoures). Elle se trouve sous la peau et se forme au stade de têtard, on l'appelle alors l'organe pinéal.Ils possèdent aussi comme les poissons la ligne latérale composés de récepteurs sensitifs. Pour la vue, ils possèdent des yeux et une 3 ème paupière transparante qui leur permet de garder leurs yeux humide. Pour le toucher, les récepteurs sont sous la peau Pour l'ouïe,ils n'ont pas d'oreilles mais des tympan à la surface de la peau derrière leurs yeux. Pour l'odorat: Ils n'ont pas de nez mais des trous. Pour le goût: ils possèdent une langue.
Les Reptiles
Les reptiles ont un encéphale très développé. Leurs hémisphères contiennent de la matière grise et de la matière blanche. Les corps striés sont bien distincts et les tubercules bijumeaux peuvent se dédoubler. La taille du cervelet varie en fonction des espèces. Les reptiles possèdent des yeux, un nez , des oreilles plus ou moins développés, et interne ou externe, suivant les espèces.Certaines espèces possèdent un œil pinéal, l'organe de Jacobson qui se situe entre le cerveau et la cavité buccale, il va leur permettre de transmettre les informations sur l'odorat au cerveau ou encore des fossettes sensoriels qui servent à détecter leurs proies ,tuées avant, grâce à la chaleur de leur corps. Ils possèdent une langue qui leur permet de détecter leur proie car les serpent "goûte les odeurs". En effet, ils n'ont pas de nez qui ait la capacité de capter les odeurs.
Les Oiseaux
L'encéphale des oiseaux est encore plus développé que celui des reptiles. Par contre leurs lobes olfactifs sont beaucoup moins complexes. Leur cervelet est important et contient deux lobes latéraux et un vermis médian. Leur substance blanche dessine un "arbre de la vie.Les oiseaux migrateur de nuit, possèdent des yeux qui détecte le champ magnétique grâce aux molécules photoréceptrice qui sont sensible à la lumière modulée par ce champ magnétique. Ils voient en couleur, ils ont des grands yeux par rapport à leur taille. Ils ont une vue panoramique, voient plus rapidemment et voient les ultra violet.Ils ont une ouïe beaucoup plus développée que nous même si la plupart des oiseaux n'ont pas de pavillon externe.Leur odorat n'est pas très développé. Leur goût est moins bon que le notre mais ils sentent quand même le salé et le sucré. Les organe du toucher sont le bec, la langue, la cavité buccale et les pattes.
Les Mammifères
Les hémisphères cérébraux sont très présents et très développés chez les mammifères. Ils sont liés par d'importantes commissures dites "matière blanche" . Ils grandissent, se replient sur eux-même et recouvrent plus ou moins toute l'encéphale. Ils ont des tubercules quadrijumeaux. Ces hémisphères sont faits de matière grise qui peut être lisse ou plissée. Si elle est est plissée, elle contient alors des circonvolutions. La matière grise est faite de localisations motrices et sensitives et devient un centre de coordination de plus en plus perfectionné. Le cervelet contient des lobes latéraux importants, une surface plissée et un "arbre de vie" très ramifié. La peau est le siège du sens du toucher.Ce sens est surtout très développé autour des lèvres et sur le nez. Sur le nez, ils ont poils spéciaux très sensible qui servent de guide aux animaux nocturnes. les humanins en sont dépourvus, mais les mains est aussi un endroit plus sensible, comme les sabots pour les équidés et la surface inférieur de la queue chez les singes. La langue est le siège du goût. Tous les mammifères sentent le sucré et le salé.L'odorat est très développé chez la plupart des mammifères. Il joue un rôle sociale, alimentaire et sexuel. Les hommes ont l'odorat moins développé car il s'est redressé donc l'odorat pour lui est moins utile que pour les autres mammifères. les tympans sont enfermés dans une capsule auditive. Plus le pavillon est grand et mieux ont entend. La vue est moins développé chez les mammifères que chez les insectes et les oiseaux.
Sources
http://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_sensoriel
pages 1101,1237 du Campbell
pages 391 940 869 940 954 955 963 du raven
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9cepteur_sensoriel
http://simulium.bio.uottawa.ca/bio2525/notes/Les_Cnidaires.htm
http://www.universalis.fr/encyclopedie/spongiaires/
http://www.scribd.com/doc/3627061/Systeme-sensoriel
http://www.ured-douala.com/download/INVERTEBRES%20I%20Chap%202.pdf
http://fr.wikipedia.org/wiki/Poisson#Syst.C3.A8me_nerveux_et_sensoriel