Evolution du système locomoteur 2BIDF07 08

Mauvaise compréhension du boulot à effectuer. Travaillez avec des questions et des réponses! Etudiez la tendance évolutives du système locomoteur. Des éponges aux vertébrés supérieurs quelles ont été les étapes, les transformations, les adaptations qui ont permis un déplacement complexe (nage, vol, marche) en résumé... vous n'avez rien fait depuis 4 semaines et il vous reste 5 jours pour terminer, donc AU BOULOT!

Qu'est-ce que le système locomoteur ?

Il s'agit d'une activité complexe qui requiert la coopération et la coordination de nombreux systèmes d'organes, de membres et/ou de muscles qui permettent le déplacement des différents animaux. Il existe plusieurs types de locomotions, qui suivent une évolution dans cet ordre: la locomotion aquatique, la locomotion terrestre et la locomotion aérienne (ou de vol). La locomotion caractérise très généralement le règne animal. Toutefois, il existe certains animaux qui n'ont pas la capacité de se déplacer (éponges, coraux, huitres, etc.). Il se suit une évolution de la locomotion depuis les premiers animaux pluricellulaires qui n'ont pas la capacité de se mouvoir, à une locomotion bien plus sophistiquée à l'aide des organes, membres et muscles. Entre autre, il y a une évolution du système locomoteur qui débute avec les spongiaires, et qui se poursuit jusqu'aux vertébrés.

La locomotion aquatique

La locomotion, cette capacité qu’ont les hommes et les animaux à se déplacer activement d’un point à un autre, caractérise la vie bien plus que toute autre fonction organique. Elle contribue aussi à la survie des espèces et à leur diversification. Entre diverses activités vitales (reproduction, fuite, recherche de nourriture, d’un territoire ou d’un environnement meilleur), on trouve la locomotion. La première étape évolutive de cette locomotion, est la locomotion aquatique. En effet, certains des premiers organismes, comme la paramécie, le volvox ou encore l'amibe, se déplacent grâces à des cils, des flagellés ou des pseudopodes. Quant aux animaux, dans le milieu aquatique, ils se déplacent dans l'eau, souvent en nageant, grâce à des nageoires (l'ensemble des poissons, requins, etc.), avec des pattes (crabes, langoustes, etc.) ou bien avec des tentacules (pieuvres, etc.), tandis que d'autres n'ont pas cette aptitude-là et sont souvent sessiles ou flottent passivement (c'est le cas des éponges, huitres, coraux, etc.). Quelques-uns des organismes réussirent à se mouvoir plus facilement et plus rapidement. Ils adoptèrent donc de nouvelles capacités (digestives, de déplacement, etc.) qui leur permirent de quitter le milieu aquatique. D'autres animaux n'ont pas totalement quitté le monde maritime, ils se sont adaptés au milieu terrestre et au milieu aquatique : c'est le cas de, par exemple, l'ornithorynque, le crocodile, le castor, etc.

La locomotion terrestre

La deuxième étape de l'évolution du système locomoteur, est celle de la locomotion terrestre. En effet, des évolutions ont permis, chez certains organismes, de devenir capables de quitter le milieu aquatique pour ainsi vivre en milieu terrestre. Les différentes formes de locomotions terrestres incluent le fait de marcher, sauter ou ramper. Pour pouvoir se déplacer, les animaux utilisent donc beaucoup d'énergie. Cette énergie potentielle élastique est stockée dans les tendons pour facilité le déplacement. Il leur faut donc un fort cadre musculaire squelettique pour leur permettre des bons appuis et une coordination distinguée. Chez les marcheurs, il existe deux types de fonctionnements. La première étant observé chez les hommes, les hérissons, etc... où la totalité de la patte ou du pied se pose sur le sol à chaque pas pour permettre un bon équilibre du corps en question. Un deuxième stade est réalisé chez les chats, les chiens et de nombreux rongeurs; dans lequel les membres ne reposent que sur les orteils et les doigts. La paume de la patte et la plante du pied ne touche pas le sol, ce qu'il leur permet d'amortir les chutes provoquées par les sauts. Pour accroître leur vitesse de déplacement, les animaux ont deux possibilités distinctes. Soit d'augmenter la fréquence de leurs mouvements locomoteurs, ou bien d'allonger leurs pas pour faire de grandes enjambées. La première donne à l'animal en question un bon équilibre mais diminue la vitesse de course comme c'est le cas chez les humains. La deuxième elle, au contraire, augmente considérablement la vitesse de course mais diminue l'équilibre et donc augmente les chances de chutes de l'animal comme c'est le cas chez les guépards.

Le saut consiste, chez les animaux et les humains, à se propulser dans l'air grâce à une poussée des membres sur le sol souvent en faisant une contracture et une extension du bassin et d'autres membres (le kangourou, l'antilope, etc.).

Chez les animaux qui rampent on retrouve les mollusques (l'escargot, la limace, etc.), ou encore les reptiles (les serpents, etc.) qui sont dépourvus de squelettes internes osseux et de pattes. les animaux qui rampent ne sont donc pas munis d'articulations.

La locomotion aérienne

La locomotion aérienne, ou locomotion de vol, est la troisième et dernière étape de l'évolution du système locomoteur. Ainsi, certains animaux sont devenus capables, après certaines évolutions, de quitter le milieu terrestre et de voler dans les airs.

Qu'est-ce que l'évolution du système locomoteur ?

L'évolution du système locomoteur est un long processus biologique dans lequel les caractéristiques locomotrices des organismes changent au cours des générations. Pour cette raison, nous pouvons dire que les bactéries, les plantes, les insectes, les oiseaux et les mammifères ont eu des systèmes locomoteurs très anciens et très différents de ceux qu'ils possèdent maintenant. Ces changements, au fil des générations, ont été enregistrés dans la structure des gènes.

Le système locomoteur n'est pas un système indépendant, il fonctionne grâce a la connexion de divers systèmes.

Quelles sont les systèmes qui forment le système locomoteur ?

Les trois systèmes qui rendent le mouvement possible sont:

1. Le système nerveux pour la génération et la modulation des commandes moteur.
2. Le système musculaire, formé par les muscles qui se lient aux os.
3. Le système squelettique, qui est l'élément passif constitué par les os, les ligaments et le cartilage articulaire.

Comment ces différents systèmes ont-ils évolués ?

Chez les premières cellules procaryotes qui ont donné lieu à des eucaryotes se sont, par la suite, diviser dans les domaines qui ont donné naissance à des plantes, des insectes et des animaux. Nous pouvons constater que ces cellules, avant qu'elles ne se forment en des systèmes pluricellulaires, étaient spécialisées selon leur fonction.

Ainsi, les cellules de la plante n'ont pas de cils ou de flagelles qui leurs permet de se mouvoir. Néanmoins, elles possèdent des parois autour d'elles-même, pour se protéger de son environnement et en même temps leurs donner un appui structurel.

Pour déterminer l'évolution ultérieure de ces systèmes, nous nous basons sur différents éléments scientifiques qui sont :

1. Les preuves paléontologiques, comme le processus de formation des pattes des chevaux ou encore le processus d'atrophie de l'os du pied (par l'existence d'os qui ont perdus leur utilité, ou qui ont atrophiés).
2. Les preuves biologiques, en distinguant les organes similaires remplissant la même fonction, quoique leurs anatomies soient différentes (comme les ailes d'un insecte et d'un oiseau), les organismes de contrepartie qui ont une fonction physiologique et enfin, la formation de ces organismes (comme les ailes d'une chauve-souris, les nageoires d'une baleine ou bien les pattes d'un chien).
3. Les preuves embryologiques, c'est-à-dire le développement embryonnaire des vertébrés.

Les systèmes locomoteurs chez les différentes animaux pluricellulaires

• Les spongiaires : représentées par les éponges, elles n'ont pas la capacité de se déplacer. Elle sont sesilles. Pour se nourrir, elles doivent faire venir leur nourriture jusqu'à elles grâce à un système de circulation et de filtration d'eau.
• Les cnidaires : ce sont des animaux filtreurs. Leur nourriture est apportée soit par les courants, soit grâce à leur capacité à se déplacer, pour la méduse. Les méduses se déplacent en se laissant porter par les courants près de la surface de l’eau. Certaines nagent activement en ouvrant et fermant leur ombrelle comme un parapluie et avancent ainsi par saccades, en refoulant l’eau comme une pompe. La locomotion s’effectue donc au moyen des tentacules, mais également de son anneau musculeux.
• Les échinodermes : de nombreux échinodermes possèdent de petites structures charnues, les pieds ambulacraires, reliés à un système hydraulique interne complexe (le système aquifère) fonctionnant à l’eau de mer, qui permettent aux étoiles de mer et aux oursins de se mouvoir sur le fond.
• Les vers plats : la locomotion des vers plats libres est basée sur un mouvement ciliaire. L'épiderme de la face ventrale de ces animaux contient de nombreuses cellules glandulaires qui produisent du mucus. Ce mucus sert à lubrifier le substrat et à faciliter le mouvement de l'animal. Près de 50% des dépenses énergétiques de ces animaux viennent de la production de mucus.
• Les vers ronds : ils ont des microfilaments orientés dans le sens antéro-postérieur. Ils ne peuvent se contracter que dans le sens antéro-postérieur, ce qui leur donne un déplacement imprécis, par ondulation. Ces mouvements ne sont pas très efficaces dans l'eau, mais ils sont facilités par la présence de particules sur lesquelles le vers rond peut s'appuyer.
• Les molusques :
  • Les gastéropodes : les cils et le mucus jouent un rôle dans la locomotion des gastéropodes, comme chez les vers plats qui ont un mode de vie libre.
  • Les céphalopodes : ils se déplacent principalement en projetant l'eau contenue dans la cavité du manteau par un siphon, un peu à la manière des moteurs à réaction. L'eau est expulsée lors de la contraction des muscles du manteau, et le siphon peut être orienté de manière à diriger l'animal vers l'endroit voulu. C'est le cas de la pieuvre.
  • Les bivalves : plusieurs bivalves ne se déplacent pas du tout, et leur pied est transformé en filaments collants qui servent à attacher l'animal au substrat. Les bivalves qui vivent dans les sédiments doivent toutefois se déplacer pour éviter d'être enfouis. Leur pied musculeux est utilisé pour tirer l'animal. Le squelette hydrostatique permet de modifier la forme du pied qui peut alors pénétrer dans les sédiments, puis servir de point d'ancrage pour que la contraction des muscles permettent à l'animal de se tirer vers l'avant.
• Les arthropodes :
  • Les insectes :
  • Les arachnides :
  • Les crustacés :
  • Les myriapodes :
• Les vertébrés :
  • Les poissons :
  • Les amphibiens :
  • Les reptiles :
  • Les oiseaux :
  • Les mammifères :