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13.2 : Introduction à la forme et à la fonction animales - Biologie

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Ce que vous apprendrez à faire : Décrire les formes et fonctions courantes du règne animal

Même si les membres du règne animal sont incroyablement divers, la plupart des animaux partagent certaines caractéristiques qui les distinguent des organismes d'autres règnes. La plupart des animaux se reproduisent sexuellement, et la progéniture passe par une série de stades de développement qui établissent un plan du corps. Le plan corporel fait référence à la morphologie d'un animal, déterminée par des signaux de développement.


La fécondation est le processus par lequel les gamètes (un ovule et un spermatozoïde) fusionnent pour former un zygote (figure 13.8). Pour s'assurer que la progéniture n'a qu'un seul ensemble complet de chromosomes diploïdes, un seul spermatozoïde doit fusionner avec un ovule. Chez les mammifères, une couche appelée zone pellucide protège l'œuf. À l'extrémité de la tête d'un spermatozoïde se trouve une structure semblable à un lysosome appelé acrosome, qui contient des enzymes. Lorsqu'un spermatozoïde se lie à la zone pellucide, une série d'événements, appelés réactions acrosomiques, se produisent. Ces réactions, impliquant des enzymes de l'acrosome, permettent à la membrane plasmique du sperme de fusionner avec la membrane plasmique de l'ovule et permettent au noyau du sperme de se transférer dans l'ovule. Les membranes nucléaires de l'ovule et du sperme se brisent et les deux noyaux haploïdes fusionnent pour former un noyau ou génome diploïde.

Figure 13.8 La fécondation est le processus par lequel le sperme et l'ovule fusionnent pour former un zygote. (crédit : données de la barre d'échelle de Matt Russell)

Pour garantir qu'un seul spermatozoïde féconde l'ovule, une fois que les réactions acrosomiques ont lieu à un endroit de la membrane de l'ovule, l'ovule libère des protéines à d'autres endroits pour empêcher d'autres spermatozoïdes de fusionner avec l'ovule.

Le développement des organismes multicellulaires commence à partir de ce zygote unicellulaire, qui subit une division cellulaire rapide, appelée clivage (Figure 13.9 une), pour former une boule creuse de cellules appelée blastula (Figure 13.9 b).

Figure 13.9 (a) Au cours du clivage, le zygote se divise rapidement en plusieurs cellules. (b) Les cellules se réorganisent pour former une boule creuse appelée blastula. (crédit a : modification du travail par Gray’s Anatomy crédit b : modification du travail par Pearson Scott Foresman donné à la Wikimedia Foundation)

Chez les mammifères, la blastula forme le blastocyste au stade suivant de développement. Ici, les cellules de la blastula s'organisent en deux couches : la masse cellulaire interne et une couche externe appelée trophoblaste. La masse cellulaire interne formera l'embryon. Le trophoblaste sécrète des enzymes qui permettent l'implantation du blastocyste dans l'endomètre de l'utérus. Le trophoblaste contribuera au placenta et nourrira l'embryon.

Concept en action

Visitez le projet Virtual Human Embryo sur le site Endowment for Human Development pour cliquer sur une présentation interactive des étapes du développement de l'embryon, y compris des micrographies et des images 3D rotatives.

Les cellules de la blastula se réorganisent ensuite spatialement pour former trois couches de cellules. Ce processus est appelé gastrulation. Lors de la gastrulation, la blastula se replie sur elle-même et les cellules migrent pour former les trois couches de cellules (Figure 13.10) dans une structure, la gastrula, avec un espace creux qui deviendra le tube digestif. Chacune des couches de cellules est appelée couche germinale et se différenciera en différents systèmes d'organes.

Figure 13.10 La gastrulation est le processus par lequel les cellules de la blastula se réorganisent pour former les couches germinales. (crédit : modification d'œuvre par Abigail Pyne)

Les trois couches germinales sont l'endoderme, l'ectoderme et le mésoderme. Les cellules de chaque couche germinale se différencient en tissus et organes embryonnaires. L'ectoderme donne naissance au système nerveux et à l'épiderme, entre autres tissus. Le mésoderme donne naissance aux cellules musculaires et au tissu conjonctif du corps. L'endoderme donne naissance à l'intestin et à de nombreux organes internes.

Organogenèse

La gastrulation conduit à la formation des trois couches germinales qui donnent naissance au cours du développement ultérieur aux différents organes du corps animal. Ce processus est appelé organogenèse.

Les organes se développent à partir des couches germinales par le processus de différenciation. Au cours de la différenciation, les cellules souches embryonnaires expriment des ensembles spécifiques de gènes qui détermineront leur type cellulaire ultime. Par exemple, certaines cellules de l'ectoderme exprimeront les gènes spécifiques des cellules de la peau. En conséquence, ces cellules prendront la forme et les caractéristiques des cellules épidermiques. Le processus de différenciation est régulé par des signaux chimiques spécifiques à l'emplacement de l'environnement embryonnaire de la cellule qui mettent en jeu une cascade d'événements qui régulent l'expression des gènes.


Tous les organismes vivants ont besoin de nutriments pour survivre. Alors que les plantes peuvent obtenir les molécules nécessaires à la fonction cellulaire par le processus de photosynthèse, la plupart des animaux obtiennent leurs nutriments par la consommation d'autres organismes. Au niveau cellulaire, les molécules biologiques nécessaires à la fonction animale sont les acides aminés, les molécules lipidiques, les nucléotides et les sucres simples. Cependant, la nourriture consommée se compose de protéines, de lipides et de glucides complexes. Les animaux doivent convertir ces macromolécules en molécules simples nécessaires au maintien des fonctions cellulaires, telles que l'assemblage de nouvelles molécules, cellules et tissus. La conversion des aliments consommés en nutriments nécessaires est un processus en plusieurs étapes impliquant la digestion et l'absorption. Au cours de la digestion, les particules alimentaires sont décomposées en composants plus petits, et plus tard, elles sont absorbées par le corps.

L'un des défis de la nutrition humaine est de maintenir un équilibre entre l'apport alimentaire, le stockage et la dépense énergétique. Les déséquilibres peuvent avoir de graves conséquences sur la santé. Par exemple, manger trop de nourriture sans dépenser beaucoup d'énergie conduit à l'obésité, qui à son tour augmentera le risque de développer des maladies telles que le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires. L'augmentation récente de l'obésité et des maladies associées rend d'autant plus importante la compréhension du rôle de l'alimentation et de la nutrition dans le maintien d'une bonne santé.


13.2 : Introduction à la forme et à la fonction animales - Biologie

Figure 1. Le caméléon feuille (Brookesia micra) a été découvert dans le nord de Madagascar en 2012. Avec un peu plus d'un pouce de long, c'est le plus petit caméléon connu. (crédit : modification du travail de Frank Glaw, et al., PLOS)

L'évolution animale a commencé dans l'océan il y a plus de 600 millions d'années avec de minuscules créatures qui ne ressemblent probablement à aucun organisme vivant aujourd'hui. Depuis lors, les animaux ont évolué pour devenir un royaume très diversifié. Bien que plus d'un million d'espèces animales existantes (actuellement vivantes) aient été identifiées, les scientifiques découvrent continuellement de plus en plus d'espèces à mesure qu'ils explorent les écosystèmes du monde entier. Le nombre d'espèces existantes est estimé entre 3 et 30 millions.

Mais qu'est-ce qu'un animal ? Alors que nous pouvons facilement identifier les chiens, les oiseaux, les poissons, les araignées et les vers en tant qu'animaux, d'autres organismes, tels que les coraux et les éponges, ne sont pas aussi faciles à classer. Les animaux varient en complexité - des éponges de mer aux grillons en passant par les chimpanzés - et les scientifiques sont confrontés à la tâche difficile de les classer au sein d'un système unifié. Ils doivent identifier des traits communs à tous les animaux ainsi que des traits qui peuvent être utilisés pour distinguer des groupes d'animaux apparentés. Le système de classification des animaux caractérise les animaux en fonction de leur anatomie, de leur morphologie, de leur histoire évolutive, des caractéristiques du développement embryologique et de leur constitution génétique. Ce système de classification se développe constamment à mesure que de nouvelles informations sur les espèces apparaissent. Comprendre et classer la grande variété des espèces vivantes nous aide à mieux comprendre comment conserver la diversité de la vie sur terre.


Introduction

Dans le règne animal, chaque espèce a ses propres adaptations pour la reproduction. La reproduction asexuée produit des descendants génétiquement identiques (clones), tandis que dans la reproduction sexuée, le matériel génétique de deux individus se combine pour produire des descendants génétiquement différents de leurs parents. Pendant la reproduction sexuée, le gamète mâle (sperme) peut être placé à l'intérieur du corps de la femelle pour une fécondation interne, le sperme peut être laissé dans l'environnement pour que la femelle le ramasse et le place dans son corps, ou le sperme et les ovules peuvent être libérés dans le milieu pour la fertilisation externe. Les hippocampes fournissent un exemple de ce dernier, mais avec une torsion (Figure 13.1). Après une danse d'accouplement, la femelle libère des œufs dans la poche à couvain abdominale de l'hippocampe mâle et le mâle libère du sperme dans l'eau, qui se retrouve ensuite dans la poche à couvain pour féconder les œufs. Les œufs fécondés se développent dans la poche pendant plusieurs semaines.


Autres composants cytosquelettiques

Les deux autres composants principaux du cytosquelette eucaryote sont les microfilaments et les filaments intermédiaires. Les microfilaments sont plus petits que les microtubules à environ 7 nm de diamètre. Ils aident à la division du cytoplasme pendant la division cellulaire et jouent également un rôle dans le flux cytoplasmique, qui est le flux de cytosol (liquide cellulaire) dans toute la cellule. Les filaments intermédiaires sont plus gros que les microfilaments, mais plus petits que les microtubules. Ils aident à donner à la cellule sa forme et fournissent un soutien structurel.


Le renard arctique est un exemple d'animal complexe qui s'est adapté à son environnement et illustre les relations entre la forme et la fonction d'un animal. Les structures des animaux sont constituées de tissus primaires qui constituent des organes et des systèmes organiques plus complexes. L'homéostasie permet à un animal de maintenir un équilibre entre son environnement interne et externe.

Concepts of Biology-1st Canadian Edition par Charles Molnar et Jane Gair est sous licence Creative Commons Attribution 4.0 International License, sauf indication contraire.


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Mammalia de classe : caractères et classifications | Règne animal

Dans cet article, nous discuterons des caractères généraux et des classifications de la classe Mammalia.

Caractéristiques générales de la classe Mammalia :

1. Ces animaux sont à sang chaud, poilus et ont des glandes mammaires ou productrices de lait (glandes mammaires). Ce sont les seuls animaux qui nourrissent leurs petits avec du lait. Il existe environ 4 000 espèces de mammifères dans le monde.

2. Ils sont homoiothermes (à sang chaud).

3. Les glandes sébacées (glandes sébacées) et les glandes sudoripares (glandes sudorifères) sont présentes dans la peau.

4. Les dents sont de différents types (hétérodontes) et sont incrustées dans les alvéoles des mâchoires (les codontes). Celles-ci se développent deux fois au cours de la vie de l'animal (diphyodonte), le lait et les dents permanentes.

5. À l'exception de quelques-uns, les mammifères possèdent sept vertèbres cervicales (cou).

6. Le crâne est dicondylique, c'est-à-dire avec deux condyles occipitaux.

7. La respiration se fait par les poumons.

8. Ils possèdent un diaphragme musculaire divisant le tronc en thorax et abdomen.

9. Le coelome est divisé en quatre cavités : une cavité péricardique logeant le cœur, deux cavités pleurales contenant chacune le poumon et une cavité adominale contenant le reste des viscères.

10. Le cœur est à quatre chambres. Le sinus veineux est absent. Les globules rouges sont sans noyau. Le système porte rénal est absent.

11. Le cerveau a un gros cerveau et un cervelet. Les lobes optiques sont divisés en quatre lobes appelés corpus quadrigemina. Le corps calleux relie les deux hémisphères cérébraux en interne.

12. 12 paires de nerfs crâniens sont présentes.

13. Chaque oreille se compose de trois parties : externe, médiane et interne. Le pavillon fait partie de l'oreille externe. L'oreille moyenne a 3 osselets osseux (malleus en forme de marteau, en forme d'enclume et en forme d'étrier). L'oreille interne a l'organe de Corti, l'organe auditif réel.

14. À l'exception des mammifères pondeurs d'œufs, ils sont vivipares. Quatre membranes embryonnaires sont présentes : le chorion, l'amnios, l'allantoïde et le sac vitellin. À l'exception des mammifères pondeurs d'œufs, un placenta bien développé est présent.

15. Les mammifères sont présents dans toutes sortes d'habitats. Ce sont des animaux dominants et capables d'apprendre grâce à leur cerveau mieux développé.

Ovipare - Omithorhynchus (ornithorynque à bec de canard), Tachyglossus = Echidna (fourmilier épineux).

Vivipare — Macropus (Kangaroo), Pteropus (Grande chauve-souris), Camelus (Camel), Macaca (Singe), Rattus (Rat), Canis (Chien), Elephas (Elephant), Felis (Cat) Delphinus (Dauphin commun), Equus ( Cheval), Balaenoptera (Rorqual bleu), Panthera tigns (Tigre), Panthera leo (Lion).

Classifications des mammifères de classe:

Les mammifères vivants sont divisés en deux sous-classes.

1. Sous-classeI. Prototheria :

Les protothériens sont considérés comme les mammifères les plus primitifs qui ne sont restreints qu'en Australie et dans ses îles voisines (Tasmanie, Nouvelle-Guinée). Outre l'habitude de ponte, ils ont plusieurs caractères reptiliens, dont un cloaque. Ils pondent des œufs contenant une grande quantité de jaune. La sous-classe prototheria comprend un ordre Monotremata, par exemple Omithorhynchus, Tachyglossus- (Echidna).

Ils produisent des jeunes. La sous-classe theria est divisée en deux infraclasses Metatheria et Eutheria.

I. Métatheria infra-classe :

Maintenant, ils se trouvent principalement en Australie, en Nouvelle-Guinée et en Amérique du Sud. Les femelles ont un marsupium ou une poche à couvain pour élever les jeunes. Infraclass metatheria comprend un ordre Marsupialia. Les mammifères de cet ordre sont appelés marsupiaux ou mammifères à poche, par exemple Macropus, Didelphis (Opossum) et Phascolarctos (Koala).

II. Infra-classe Eutheria :

Ils sont pourvus d'un vrai placenta, donc appelé placen­ta ! mammifères. Les embryons sont retenus dans l'utérus (utérus) jusqu'à un stade avancé.

Certains des principaux ordres de mammifères placentaires sont brièvement décrits ici.

(1) Insectivora (L. insectum- insecte, vorare- à manger).

Les testicules sont abdominaux. La musaraigne aquatique est le plus petit mammifère aussi gros qu'un pouce humain, par exemple les musaraignes, les taupes et les hérissons.

(2) Dermoptera (Gr. derm- skin, pteron-wing) :

Un pli cutané poilu appelé patagium s'étend comme un parachute du cou à la queue pour glisser, par exemple, les lémours volants. En fait, les lémuriens volants ne sont ni de vrais lémuriens ni ne volent.

(3) Chiroptères (Gk. Cheiros- hand pteron-wing):

Ce sont des mammifères volants. Les membres antérieurs sont modifiés en ailes, par exemple des chauves-souris et des renards volants. Les chauves-souris vampires se nourrissent du sang des mammifères dont l'homme

(4) Édenté (L edentatus-édenté) :

Ils sont édentés. Cet ordre comprend les tatous et les paresseux d'Amérique du Sud.

(5) Phoiidota (Gk. pholis- une échelle homy):

Le corps de ces mammifères est recouvert d'écailles cornées superposées avec des poils clairsemés entre les deux. Les dents sont absentes, par ex. Manis (mangeur de fourmis écailleuses ou pangolin).

(6) Primates (L. primus- de premier rang) :

Les primates ont un cerveau très développé. Les primates vivants comprennent les prosimiens (c'est-à-dire avant les singes) et les simiens. Les prosimiens comprennent les lémuriens, les loris et les tarsiers les simiens comprennent les singes, les singes et les hommes.

(7) Rodentia (L. rodognaw) :

Ils ont une paire d'incisives pointues en forme de ciseau dans chaque mâchoire. Les canines sont absentes, laissant un espace édenté, le diastème de la mâchoire pas de canines, par exemple les rats, les souris, les écureuils, les cobayes et les porcs-épics !

(8) Lagomorpha (Gk. logos- lièvre, morphe- forme):

Ils ont deux paires d'incisives dans la mâchoire supérieure et une paire d'incisives dans la mâchoire inférieure et aucune canine, par exemple, les lapins et les lièvres.

(9) Cétacés (L. cetus-baleine) :

Ils ont un corps semblable à celui d'un poisson, bien adapté à la vie aquatique. Ils ont des membres antérieurs en forme de nageoires, mais pas de membres postérieurs. Les testicules sont abdominaux. La peau a une épaisse couche de graisse appelée graisse servant de nourriture de réserve, un isolant pour réduire la gravité spécifique.

Les pennes sont réduites ou absentes. Les cheveux ne sont que sur les lèvres. Ils n'ont pas de glandes sudoripares et sébacées, comme les baleines, les dauphins et les marsouins. La baleine bleue est le plus grand animal vivant. Les baleines sont généralement dépourvues de ceinture pelvienne et de membres postérieurs.

Les baleines vertes, cependant, possèdent des vestiges de ceintures pelviennes et des os des membres postérieurs à l'intérieur du corps

(10) Carnivora (L. Caro-chair, vorare- à manger):

Ce sont des mammifères mangeurs de chair. Ces animaux ont des canines pointues, des mâchoires fortes et des griffes bien développées, par exemple, chien, chat, loup, chacal, renard, guépard, lion, tigre, hyène, mangouste, ours, panda, loutre, phoque, morse, lion de mer. Cheetah est le coureur le plus rapide. Il peut parcourir une distance de 120 km en une heure.

(11) Proboscidea (Gk. pro- devant, boskein- à manger):

Ils ont un long tronc musclé. Ce sont des animaux à peau épaisse donc appelés pachydermes (Gk. pachys – épais, derm – Skin). Ce sont les plus gros animaux terrestres, par exemple les éléphants.

(12) Sirenia (Gk. siren- nymphe de mer):

Ce sont des mammifères aquatiques herbivores avec des membres antérieurs en forme de nageoires et sans membres postérieurs. Ils ont peu de poils et n'ont pas d'oreilles externes.

Ils ont une graisse épaisse. Les testicules sont abdominaux. Les mâles ont des défenses, par exemple, le lamantin, les vaches marines.

(13) Perissodactyla (Gk. perissos- impair, dactylos- toes):

Ce sont des mammifères herbivores à sabots impairs ou ongulés (L. ungula-hoof) ou à sabots qui ont un nombre impair de doigts (1 ou 3). Les vraies cornes avec un noyau osseux ne sont jamais présentes.

L'estomac est de type non-shyruminant (ce ne sont pas des animaux ruminants), par exemple les chevaux, les ânes, les mules, les zèbres, les tapirs et les rhinocéros.

(14) Artiodactyles (Gk. artios- pair, dactylos- digit):

Ce sont des mammifères ou ongulés herbivores à sabots pairs qui ont un nombre pair de doigts (2 ou 4). Les vraies cornes ou bois sont présents chez de nombreux animaux de cet ordre. Beaucoup de mammifères à sabots comme la vache et le chameau sont des ruminants ou des ruminants.


Voir la vidéo: plan de cours de biologie animale S2 plus introduction (Août 2022).