Physiologie Animaux 2BIOS01 2023

Situations problèmes sur les Animaux

Par groupe de deux et sur la base des « Fiches théoriques Animaux » et « Panorama du monde Animal ».

1. Répondez aux différents points abordés ci-dessous
2. Remplissez le « Tableau récapitulatif »

ATTENTION

Ce travail ne sera pas corrigé par l’enseignant. C’est vous qui devez chercher les réponses qui seront ensuite validées par l’ensemble de la classe, sur la base des documents théoriques.

Les réponses aux questions seront à la base de la moitié de l’évaluation écrite sur les Animaux.

I. Mouvements

a. Symétries (fiche 1 et raisonnement)

Pour un organisme en développement, la mise en place d’une symétrie bilatérale est beaucoup plus compliquée et nécessite beaucoup plus d’énergie que la mise en place d’une symétrie radiaire. Pourtant, la très grande majorité des Animaux possèdent une symétrie bilatérale.

Expliquez ce paradoxe.

Les animaux dotés d'une symétrie radiaire sont généralement sessiles (fixés à un substrat) ou planctoniques (dérivant, nageant faiblement). Leur symétrie leur permet aussi, par toutes les parties du corps, de rentrer en contact avec leur environnement, vu que tous leurs organes sensoriels sont disposés sur le pourtour de l'animal. En revanche, les bilatériens, eux, peuvent se déplacer de manière beaucoup plus complexe d'un endroit à l'autre. Grâce à la coordination de leurs mouvements, ils peuvent nager, ramper, voler. La symétrie bilatérale est donc plus avantageuse si un manque de nourriture se fait rare, car elle peut plus facilement changer d'endroit pour chercher de quoi se rassasier. ArtusB (discussion) 5 avril 2023 à 10:17 (CEST)

b. Muscles et système nerveux moteur (fiches 2-3)

Le mouvement nécessite la mise en place de deux tissus fondamentaux :

Définissez ce qu’est un tissu.

Un tissu est un ensemble de cellules de même origine, regroupées en ensemble fonctionnel, c'est-à-dire concourant à une même fonction.HugoB (discussion) 22 mars 2023 à 10:47 (CET)

Nommez les deux tissus fondamentaux sans lesquels tout mouvement est impossible.

Les deux tissus fondamentaux pour le mouvement du corps humain sont les tissus nerveux et musculaires HugoB (discussion) 22 mars 2023 à 10:53 (CET)

Expliquez pourquoi ces deux tissus ne peuvent fonctionner que s’ils sont ensemble.

Les tissus musculaires sont contrôlés par les tissus nerveux (motoneurones) qui leur envoient des informations. Le tissu musculaire et le tissu nerveux sont étroitement liés les uns aux autres. Le tissu nerveux transmet les impulsions nécessaires à la contraction des muscles aux cellules musculaires. Ces stimuli sont transportés le long des nerfs sous forme de signaux électriques et sont détectés par les cellules musculaires. Le tissu musculaire est également relié au tissu nerveux. Les muscles reçoivent des signaux du cerveau et de la moelle épinière à travers les tissus nerveux et agissent en conséquence. Le tissu musculaire et le tissu nerveux fonctionnent en harmonie les uns avec les autres, permettant des fonctions telles que le mouvement, la tenue, l'équilibre et la coordination dans le corps.OmerG (discussion) 8 mai 2023 à 22:03 (CEST)

c. Fluidité et contrôle des mouvements (fiche 2-3 et raisonnement)

Il existe un tissu qui est présent chez tous les Animaux, à l’exception des Spongiaires. Il permet aux animaux à la fois (i) de sentir ce qui se passe dans l’environnement et à l’intérieur de l’organisme, et également (ii) d’activer de façon coordonnée les muscles pour assurer des mouvements fluides.

Quel est ce tissu ?

Ces tissus sont les tissus des systèmes nerveux sensoriel et moteur. HugoB (discussion) 5 avril 2023 à 10:03 (CEST)

Quelle est la différence entre proprioception et extéroception ?

La différence entre proprioception et extéroception est le fait de rassembler les sensations internes à l'organisme (proprioception) ou à l'extérieur de l'organisme (extéroception).HugoB (discussion) 5 avril 2023 à 10:03 (CEST)

Expliquez pourquoi, lorsque vous remplissez une casserole d’eau en la tenant à bout de bras, l’action couplée de neurones propriocepteurs et moteurs est nécessaire pour stabiliser votre bras.

Ces systèmes sont nécessaires car les neurones propriocepteurs vont capter les informations telles que la position, la force à mettre avec quels muscles du bras afin que ce dernier s'équilibre. Puis, les neurones propriocepteurs vont envoyer ses informations au système moteur afin que ce dernier effectue ces informations. HugoB (discussion) 5 avril 2023 à 10:04 (CEST)

d. Fonction moteur du cerveau (raisonnement)

Lorsqu’elle est au stade larvaire, l’Ascidie (embranchement des Chordés), un petit animal marin, ressemble à un têtard et peut se mouvoir. Elle possède alors une vésicule cérébrale qui ressemble à un cerveau. Lorsqu’elle trouve un endroit propice pour s’installer, abondant en nourriture, la larve se fixe et ne bougera plus jamais de cet endroit. Elle termine alors son développement et devient adulte. Lors de cette transformation, elle « digère » son cerveau.

Que pouvez-vous conclure de la fonction du cerveau chez l’ascidie ?

Malgré l'absence de cerveau chez les Spongiaires et les Cnidaires, tous les bilatériens en possèdent un ou du moins possèdent un « pseudo-cerveau » qui se présente souvent sous la forme de ganglions neuronaux, généralement situés dans la tête.

En vous basant sur ce que vous savez de l’Ascidie, proposez une hypothèse qui puisse expliquer l’absence de cerveau (ou de pseudocerveau) chez les Spongiaires et les Cnidaires.

Chez l'Ascidie, le cerveau joue le role d'une réserve de nutriments pour améliorer la croissance de l'animal. Cependant, Les spongiaires et les cnidaires n'en ont pas. Il est possible de croire que l'absence de cerveau chez ces derniers est dû à l'alimentation qu'ils arrivent à se procurer dès leur plus petit stade de développement, contrairement aux jeunes Ascidie.

MayaB (discussion) 5 avril 2023 à 10:33 (CEST)

e. Fonction sensitive du cerveau (fiche 1, 2, 3 et raisonnement)

Les bilatériens se déplacent avec la tête en avant. Alors que c’est un organe fondamental pour la plupart des Animaux.

Expliquez pourquoi la tête est la partie de l’animal qui explore en premier l’environnement ?

KonaduA (discussion) 22 mars 2023 à 11:27 (CET)
La tête est la partie de l’animal qui explore en premier l’environnement car dans celle-ci on trouve les organes sensoriels et les structures liées à la nutrition, et aussi un système neveux central. Toutes ces structures sont celles qui permettent à l'individu d'interagir avec le milieu qui l'entour.
Par exemple, les yeux sont des organes sensoriels qui permettent à l'animal de voir où il se déplace ou s'il n'y a aucun danger dans son environnement. Si la tête se trouvait dans la partie postérieure du corps de l'individu, celui-ci ne serait pas capable de voir par où il se déplace ou si il y a des dangers. AlexS (discussion) 26 avril 2023 à 11:09 (CEST)

f. Squelette (fiches 4-5 et raisonnement)

Expliquez ce que sont les squelettes externes, internes et hydrostatiques.

ChloéD (discussion) 22 mars 2023 à 10:56 (CET)

Le squelette hydrostatique est un squelette fait à partir de liquide dans un corps, nommé coelome, permettant de rigidifier un organisme. Il est présent chez tous les animaux, c'est lui qui donne la forme à un organisme grâce à la pression d'un fluide (très souvent de l'eau) généré sur une membrane.
Le squelette externe est une structure externe qui supporte et protège l'animal d'éventuels dangers tels que les prédateurs. Il est possible de le retrouver chez les Arthropodes, qui lorsqu'ils grandissent, doivent changer de squelette afin d'en avoir un plus grand à leur taille. Les exosquelettes sont très lourds c'est pourquoi les plus gros arthropodes sont marins car, l'eau leurs permettra d'alléger leur poids et de mieux le supporter.
Le squelette interne aussi appelé endosquelette se trouve à l'intérieur du corps chez les vertébrés. Ce dernier grandit en même temps que l'animal. L'Homme, les chiens et les oiseaux par exemple possèdent un squelette interne.
Le squelette interne et externe servent de point d'attache pour les muscles, permettant différents types de mouvements.

Possédons-nous un squelette interne, externe et/ou hydrostatique ? Justifiez votre réponse.

Nous possédons un squelette interne. Notre squelette grandit à l'interieur de nous et en même temps que nous comme tous les autres vertébrés. JessG (discussion)

Expliquez comment les muscles agissent sur le squelette pour permettre le mouvement, puis expliquez la pertinence pour les muscles de toujours être par paires agonistes-antagonistes. En outre, expliquez pourquoi lorsque le premier se contracte, l’autre doit se décontracter.

Les animaux possédant un squelette interne ou externe rigide ont la possibilité de se déplacer grâce à un système squelettique semi-rigide d'articulations. Ces dernières agissent comme des charnières. L'autre système est un système musculaire qui peut tirer le squelette. Les muscles sont toujours par groupe de deux: l'agoniste et l'antagoniste. Lorsque l'un est contracté, l'autre est alors partiellement détendu. Cependant, une tension est toujours présente dans le muscle dit 'relâché' pour maintenir un contrôle total du mouvement.ArtusB (discussion) 26 avril 2023 à 10:25 (CEST)

Expliquez ce paradoxe.

Les muscles appliquent une force sur le squelette (interne ou externe) par l'intermédiaire de tendons, faisant ensuite bouger les parties du squelette articulées. Les muscles assurant le mouvement d'un membre (agoniste) sont généralement pairé avec un autre muscle assurant un mouvement dans le sens inverse (antagoniste). Quand un muscle se contracte pour mouvoir la partie du squelette qui lui est attachée, le muscle antagoniste se décontracte. L'antagoniste maintient tout de même une certaine tension, assurant un meilleur contrôle et stabilité du mouvement. ElouanL (discussion) 26 avril 2023 à 10:27 (CEST) 26 avril 2023 à 10:09 (CEST)

g. Cavité interne / cœlome (fiche 6 et raisonnement)

Tout comme la mise en place d’une symétrie bilatérale, la mise en place d’un pseudocœlome ou d’un cœlome nécessite de dépenser beaucoup d’énergie au cours du développement. Cependant, la grande majorité des animaux possèdent une telle structure.

Expliquez ce paradoxe.

La formation d'un cœlome demande une quantité importante d'énergie, mais lorsque ce dernier est crée, il propose de nombreux avantages; comme la possibilité de mouvements des organes sans que le corps ne bouge avec. MayaB (discussion) 5 avril 2023 à 10:58 (CEST)

II. Nutrition

a. Logiques énergétiques et vestiges évolutifs (fiches 7, 8 et raisonnement)

Il y a environ un milliard d’années, on pense que pour grandir en taille, les proto-animaux (organismes eucaryotes multicellulaires ancêtres des animaux) n’ont eu d’autre choix que de développer d’abord une cavité gastrovasculaire, puis un tube digestif. On pense ainsi que ces deux structures sont les premières à s’être mises en place dans l’histoire évolutive des animaux.

En basant vos arguments sur les besoins énergétiques des cellules, expliquez la logique de la mise en place de la cavité gastrovasculaire et du tube digestif.

Une cavité gastrovasculaire est une ouverture faisant usage de bouche et d'anus. Alors qu'un tube digestif est à sens unique possédant d'abord la bouche puis se finissant par l'anus. Cette mise en place favorise l'obtention d'un bon apport d'énergie pour les cellules car, lorsque la nourriture est digérée, elle est transformée sous forme de nutriments qui se dissoudront dans le sang et apporteront assez d'énergie à toutes les cellules de l'organisme. HugoB (discussion) 5 avril 2023 à 10:49 (CEST)

Aujourd’hui encore, on observe que le tube digestif est la première structure à se mettre en place au cours de l’embryogenèse de la plupart des bilatériens. Expliquez précisément pourquoi cette observation peut être considérée comme un vestige hérité des proto-animaux.

Cela peut être observé comme un vestige hérité des proto-animaux car on a remarqué qu' il y a plusieurs milliers d'années, les cellules formaient des colonies en forme de tube digestif et cela permettait un tel apport en nutriments que, de génération en génération, cette caractéristique du développement est "refaite" ce qui nous permet de l'appeler tel qu'un "vestige" évolutif. HugoB (discussion) 5 avril 2023 à 11:06 (CEST)

b. Cavité gastrovasculaire et tube digestif (fiche 9, 10 et raisonnement)

Les Cnidaires et les Plathelminthes ne possèdent pas de tube de digestif. Ils ont une cavité gastrovasculaire qui est une sorte de « sac » avec une ouverture qui sert à la fois de bouche et d’anus. Tous les animaux qui possèdent une cavité interne ont une bouche et un anus séparés et reliés par un tube digestif.

Expliquez l’avantage d’une telle séparation.

KonaduA (discussion) 22 mars 2023 à 10:56 (CET) ValentinJ (discussion) 22 mars 2023 à 10:57 (CET)

La séparation de la bouche et de l'anus est très avantageuse car cela rend la digestion plus efficace. Les Cnidaires et les Plathelminthes peuvent se nourrir et digérer en même temps ( la nourriture traverse le corps dans une seule direction). Mais ils peuvent également avoir une plus grande surface d'échanges et prélever un plus grand nombre de nutriments. ValentinJ (discussion) 5 avril 2023 à 11:02 (CEST)

Expliquez pourquoi il s’avère avantageux de pouvoir manger alors qu’on est encore en train de digérer.

pris par JessG (discussion) 22 mars 2023 à 10:55 (CET)
C'est beaucoup plus avantageux car on ne pourrait seulement faire une chose à la fois, soit avaler ou soit digérer. La cavité gastrovasculaire ne sera pas remplie au maximum qu'elle devra évacuer des éléments qui sont pas encore digérer. JessG (discussion) 22 mars 2023 à 11:11 (CET)

III. Échanges gazeux (fiche 11)

Expliquez les différentes stratégies qui existent pour prélever de l’O2 dans l’environnement et relâcher du CO2.

Les différentes stratégies sont:

• Des systèmes sanguins cutanés: Les différents gaz circulent dans les vaisseaux sanguins qui se trouvent sous l'épiderme et ils traversent l'épiderme facilement
  
• Des papules:
  
• Des trachées: La trachée est un conduit qui relie le larynx aux poumons.
  
• Des branchies: Les branchies sont constituées d’un squelette portant deux fines lamelles très vascularisées. les branchies assurent la fonction respiratoire et donc d'échanger avec le milieu aquatique l'oxygène et le gaz carbonique
  
• Des poumons: Les alvéoles absorbent l’oxygène contenu dans l'air avant de l’envoyer dans le sang, qui le fait circuler dans tout le corps. Puis, le CO2 qui vient des veines ressors par le tuyau inverse.
  

DianeM (discussion) 5 avril 2023 à 11:01 (CEST)

IV. Transports internes (fiche 12)

Expliquez les différentes stratégies qui existent pour transporter le glucose, l’O2, l’H2O et le CO2 à l’intérieur des animaux.

Le système circulatoire est le système permettant de transporter des fluides, gaz ou autres, qui sont utilisés par l'organisme ou comme déchets, à travers le corps. Le système est différent selon l'embranchement, mais ils en ont tous un. Par exemple, chez la plupart des invertébrés, les fluides passent par les cavités du corps. Mais chez les vertébrés, les gaz ou le glucose sont transportés par le sang dans un système fermé de vaisseaux spécialisés. Ce système permet d'envoyer ces molécules à travers le corps surtout le dioxyde et le glucose. Chez les Arthropodes, l'O2 est capté par leur système respiratoire puis est transmis dans le sang par diffusion. Cependant, le CO2, un produit inutile de la respiration, est relâché par les systèmes respiratoires. Un processus similaire a lieu pour le transport de glucose or d'éléments indispensables. Ils sont absorbés par le système digestif puis sont emmenés dans le sang. MayaB (discussion) 22 mars 2023 à 11:22 (CET)

V. Sortie de l’eau des Animaux (fiche 13, 14, 15)

Expliquez pourquoi les adaptations physiologiques et anatomiques des Invertébrés et des Vertébrés sont relativement similaires ? Utilisez quelques exemples pertinents pour justifier votre propos.

Les adaptations physiologiques et anatomiques des vertébrés et des invertébrés sont très ressemblantes car dans ces deux familles, les animaux ont des besoins indispensables à leur survie, tels que l'hydratation, la respiration ou la locomotion. Sans les besoins fondamentaux, leur survie serait inconcevable. Tous deux se sont adaptés afin de vivre en milieu terrestre, c'est pourquoi nombreuses de leurs adaptations sont communes.
Une des semblables adaptations de ces derniers, est la déshydratation. Les deux ont besoin de garder l'eau en eux, sans qu'elle ne puisse s'évaporer. Pour cela, leur organisme à modifié la structure de leur cuticule ou de leur peau.
Une autre similarité, la locomotion. Lorsque qu'ils sont dans l'eau, les vertèbres et les invertébrés sont poussés vers le haut de l'eau, ils flottent, grâce à la force d'Archimède. Leur adaptation va leur permettre de rester de façon stable sur leurs pattes et de pouvoir marcher sur terre correctement et sans se blesser.

AnnabelleTF (discussion) 7 mai 2023 à 01:07 (CEST)

Définissez avec vos propres mots la notion d’exaptation.

L'exaptation est une adaptation sélective qui est apparue au fil du temps et qui permet à certaines fonctions de s'ajouter ou de remplacer celle déjà existante. AnnabelleTF (discussion) 5 avril 2023 à 10:20 (CEST)

En quoi ce concept est précieux pour la compréhension des mécanismes évolutifs des animaux ?

ValentinJ (discussion) 5 avril 2023 à 11:03 (CEST) Ce concept est précieux car la sortie de l'eau des végétaux leurs ont permis d'évoluer afin de conquérir le milieu terrestre. Par exemple, les arthropodes ont adapté leur cuticule en la renforçant, de manière à obtenir une imperméabilité pour empêcher la sortie de l'eau de leur organisme. L'eutrophisation des milieux aquatiques est un processus en grande partie de pollution dû à un surplus de nutriments s'accumulant dans un écosystème donné. Cette dernière impacte la survie des animaux et des végétaux ou facilite la croissance de certaines espèces d'algues et d'animaux. ValentinJ (discussion) 26 avril 2023 à 11:06 (CEST)

VI. Évolution convergente (fiche 19)

Sur l’arbre phylogénétique de la page 7 du polycopié intitulé « Panorama du règne Animal », vous voyez que la forme « vers » se retrouve dans presque tous les embranchements : Plathelminthes (ex. vers plat), Nématodes (ex. C. elegans), Mollusques (ex. limaces), Annélides (ex. vers de terre), Arthropodes (ex. mille-pattes) et Chordés (ex. serpents). On appelle cela une « évolution convergente ».

Comment l’expliquez-vous ?

Pour commencer, une évolution convergente est une évolution de caractéristique analogue (même fonction) qui se trouve dans des lignées évolutives indépendantes. Les êtres vivants possèdent tous des adaptations morphologiques à leur milieu. C'est pourquoi, les êtres vivants se "ressemblent" physiquement, leurs adaptations morphologiques ont (peut-être) une/des fonction/s identiques mais évolués différemment, et sont le résultat de chemins évolutifs différents.
JessG (discussion)

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