Licence Sciences de la Vie, 1ère année. Cours : 18 h - Jean de Vaugelas, Université de Nice-Sophia Antipolis

INTRODUCTION A LA DIVERSITÉ DU VIVANT ANIMAL

Introduction

Approche générale du cours : « voir l’universel sous le particulier » ; montrer que quelques lois simples « modèlent » en permanence les organismes et « filtrent » puis « sélectionnent » les solutions qui seront retenues au cours de l'évolution  ; vision transversale des structures organisées via des comparaisons avec l’architecture, la biomécanique, etc. ; insister plus sur les concepts que sur la multitude des « détails », qui seront vus en Licence 2ème année  ; privilégier la réflexion et la compréhension plutôt que la mémoire ; entraîner l’étudiant à une vision « dynamique » du monde vivant.

 

THÈME 1 : DES ARBORESCENCES POUR FILTRER L'EAU

1.1 – Spongiaires

Architecture modulaire et fractalité ; arborescence de flux et filtration des microparticules  ; squelette extra-cellulaire (spiculogénèse) ; diversité des formes : éponges encoutantes, massives, arborescentes, tubulaires, etc. ; sécurité passive assurée par des structures vulnérantes (entrelacs de spicules acérés) et/ou la toxicité ; grand rapport surface/volume ;

1.2 – Cnidaires

Arborescences de support et de colonisation pour filtrer des macroparticules (plancton) ; échanges directs trans-membranaires assurés par un grand rapport surface/volume  ; symétries radiaire et axiale ; squelette hydrostatique ; sécurité passive assurée par la transparence, la toxicité ou la biosynthèse de structures minérales de protection et de support (coraux, gorgones) ;

 

THÈME 2 : DE LA VIE FIXÉE A LA VIE MOBILE

2.1 – Cténaires et Platyhelminthes (vers plats)

Transition « symétrie radiaire -> symétrie bilatérale » ; transition « diploblastiques -> triploblastiques » ; apparition des premiers systèmes excrêteurs pour l’épuration des toxines accumulées dans les lacunes du mésoderme ; importance du mésoderme pour les mouvements de reptation et la mise en œuvre des muscles transversaux ;

2.2 - Némathelminthes (vers ronds)

Apparition de la cuticule ; organisation des masses musculaires ; rôle(s) du pseudo-coelome ; réduction du rapport surface/volume ; limites physiologiques de la cuticule ;

 

THÈME 3 : MÉTAMÉRISATION ET SECTORISATION

3.1 - Annélides (vers annelés)

Propriétés bio-mécaniques de la cuticule et des apodèmes primitifs ; transition de la diffusion directe à la  « diffusion + convection » ; apparition de véritables systèmes circulatoires clos ; apparition des organes de diffusion (branchies) ± sectorisés ; généralisation des reins primitifs pour épurer les cavités coelomiques ; métamérisation + squelette hydrostatique + cuticule = support efficace pour les muscles (notion de « vertèbres hydrauliques ») ; mésoderme enveloppant et structure « tube dans un tube » => limites pour la mobilité ;

3.2 – Arthropodes

Généralisation des apodèmes et apparition de l’exosquelette articulé ; membres articulés ; transition « métamérisation -> sectorisation » ; isolement des masses inertes vs. masses neuromusculaires => mobilité accrue ;

 

THÈME 4 : L'ULTRA-MOBILITÉ : SQUELETTE EXTERNE OU INTERNE ?

4.1 – Le modèle Arthropodes

Exosquelette articulé : avantages et contraintes ; biomécanique des Arthropodes ;

4.3 – Le modèle Vertébrés

Squelette interne articulé (vertèbres) et mobilité ; séparation dorso-ventrale des masses inertes par rapport aux masses neuromusculaires => mobilité accrue ;

4.3– Le cas des Mollusques Céphalopodes

Squelette interne et mobilité ; isolement spatial des masses inertes par rapport aux masses neuromusculaires => mobilité accrue ; développement concomitant des organes sensoriels ; yeux camérulaires ;  grande taille des animaux à squelette interne ; squelette hydrostatique musculaire et sanguin (tentacules) ;

 

THÈME 5 : PROTECTION PASSIVE, LE RETOUR A LA SYMETRIE RADIAIRE

5.1 – Mollusques peu mobiles ou fixés

Vie peu mobile ou fixée ; exosquelette massif faiblement articulé (coquilles, valves, plaques, etc.) assurant une bonne sécurité « passive » ; transition « symétrie bilatérale -> symétrie radiaire » en relation avec la diminution de mobilité ; spiralisation ; organes sensoriels de la mobilité latents mais non exprimés (vue, ouie, etc.) ; réapparition de la diffusion trans-membranaire directe via de grandes surface d'échanges directement au contact avec le milieu ambiant (branchies filtreuses) ;

5.2– Echinodermes

Symétrie radiaire des adultes en rapport avec la faible mobilité (et/ou vie fixée) ; convergence adaptative avec les Cnidaires ; importance des échanges trans-membranaires directs pour la respiration et l’excrétion ; sécurité « passive » assurée par l’exosquelette dermique constitué de plaques (Crinoïdes),  + des épines (Echinides, Astérides) ou par la toxicité (Holothuries) ;

5.3– Urochordés

Symétrie axiale des adultes en rapport avec la vie fixée ; sécurité passive assurée par l’épaisse tunique cellulosique et/ou la toxicité ; convergence adaptative avec les Spongiaires ;

 

THÈME 6 : DÉVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE (introduction)

Origine des grandes divisions du rêgne animal en fonction du dévelopement embryonnaire ; blastula et gastrula ; diploblastiques vs. triploblastiques ; protostomiens vs. deutérostomiens ; acoelomates, pseudocoelomates, coelomates ;

 

Nota : des notes de cours mises au propre par deux étudiantes en 2014 à partir des cours en amphi du Dr. Jean de Vaugelas, circulent sur le net en format PDF. Attention, ces notes n'ont pas été revues et corrigées par le professeur lui-même et contiennent des erreurs d'interprêtation du cours et des parties manquantes.

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TRAVAUX PRATIQUES

 

TP 1 : VIE FIXÉE et SYMÉTRIE RADIAIRE

Caractéristiques des organismes vivant fixés ou très peu mobiles ; importance de la taille des organismes et des distances entre les cellules qui se nourrissent et les cellules qu'il faut nourrir ; architectures modulaires adaptées à la filtration de l'eau ou à la récolte du plancton ; la symétrie radiaire, avantages et inconvénients.

Exemples pris chez les Spongiaires, Cnidaires, Cténaires pélagiques, Bryozoaires, Echinodermes et Ascidies.

 

TP 2 : VIE MOBILE et SYMÉTRIE BILATÉRALE

Transition "vie fixée -> vie mobile", des Cténaires benthiques aux Annélides. Mise en place progressive des systèmes circulatoires en relation avec la distance de plus en plus grande entre le TD et le reste du corps : les phénomènes de diffusion simple, très répandus chez les Invertébrés sans cuticule, ne suffisent plus lorsque le corps est entouré par une cuticule étanche aux échanges gazeux. Rôle des cavités coelomiques dans la structuration du corps : la notion de "vertèbres hydrauliques" chez les Annélides. Passage du squelette hydrostatique au squelette externe ± articulé. Métamérisation et céphalisation.

 

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Nota : des notes de cours mises au propre par deux étudiantes en 2014 à partir des cours en amphi du Dr. Jean de Vaugelas, circulent sur le net en format PDF. Attention, ces notes n'ont pas été revues et corrigées par le professeur lui-même et contiennent des erreurs d'interprêtation du cours et des parties manquantes.