Apparition des fonctions

Physiologie Animale : Apparition des fonctions
I] Introduction
Qu'est-ce que la physiologie?
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C'est l'étude du fonctionnement normal d'un être vivant
Étymologiquement : « Connaissance de la nature »
Réponse adaptative à l'environnement et ses conditions physiques (au niveau de l'individu ou de l'espèce)
Étude du fonctionnement des organes
Physiologie → Finalisme? Existe-t-il un Horloger?
Hasard et nécessité :
◦ Mutatioons
◦ Contraintes physiques de l'environnement
◦ Sélection
II] Origine des fonctions, homéostasie, respiration
1) Origine des fonctions
« Pourquoi les globules rouges transportent du dioxygènes? »
Approche téléologique (fonction) : Pour apporter l'oxygène aux cellules car elles en ont besoin
Approche mécanistique (mécanisme) : Les globules possède de l'hémoglobine qui peut fixer le dioxygène.
Différentes activités physiologiques :
• Apport de carbone réduit (molécule organique), rejet des déchets : nutrition/digestion
• Apport d'oxygène et rejet de dioxyde de carbone : respiration
• Production d'énergie : métabolisme
• régulation hydrique : excrétion
• Régulation de la température : Thermorégulation
• Mouvement : activité musculaire
Pour des animaux de petite taille
Leur moteur est le gradient de diffusion : L'eau, les déchets, le carbone réduit, le dioxyde de carbone, le dioxygène sont
pris ou rejetés du fait de la perméabilité de la membrane (naturelle ou due à des protéines...). Ainsi, pour des animaux de
petite tailles, il n'y a pas besoin d'organes.
Par la formule de Newton Harvey, on montre qu'à partir d'une certaine taille, la diffusion membranaire ne suffit plus à
alimenter l'organisme.
Animaux diploblastiques (deux couches de cellules)
Certains animaux, comme la méduse, a gardé le principe de diffusion à travers la membrane plasmique : elle capture une
proie, ma met dans sa cavité interne, la digère et prend les molécules d'intérêt par diffusion. La taille peut ainsi augmenter
sans être limité par la relation de Newton Harvey.
Animaux triploblastiques
Trois type de triploblastiques (endoderme, ectoderme, mésoderme) :
• Acœlomates : sans cavité interne (toutes les cellules sont dans le même « bain »)
• Pseudocœlomates : pas creusé dans le mésoderme, et donc pas totalement fermé comme suit.
• Cœlomates : Cavité fermée par le mésoderme. Ainsi, certaines cellules pourront se développer différemment,
puisqu'ils ne sont pas dans le même milieu.
L'apparition des Cœlomates correspond à une explosion de la diversité. C'est cette partition des espaces qui permet
l'apparition des organes. L'homme, le ver de terre, la vache... sont des triploblastes Cœlomates.
2) Homéostasie, contrôle et compensation
Exemple : si un des paramètres est perturbé par l'extérieur (ou même le milieu interne), l'organisme va essayer de rétablir
les normes de ces paramètres. Si le rétablissement n'est pas possible, on parle alors de maladie (diabète par exemple).
3) La respiration
L'oxygène est important pour pouvoir brûler le glucose : C 6 H 12 O 66 O 2  6CO26 H 2 O
La captation de l'oxygène est est moins couteuse en énergie dans le milieu aérien que le milieu aquatique, mais par contre,
la respiration aérienne est soumise au risque de déshydratation.
Pour effectuer la respiration, il faut :
• Une interface milieu – animal
• Pompe : ventilation (pour assurer le renouvellement)
• Circulation du gaz
• Pigments
• Régulation physiologique : ajustement des paramètres
Loi de Fick : permet de déterminer le débit de transfert d'une molécule d'un compartiment à un autre compartiment à
travers une séparation. dV
S
dt
=
E
×D P 1P 2 
Il existe deux catégories de surfaces d'échange : invaginé (vers l'intérieur et qui empêche ainsi la déshydratation, mais
nécessite un mouvement bidirectionnelle: poumons) ou évaginé (vers l'extérieur moins couteux en énergie: branchies).
Dans les deux cas, il y a de nombreux replis (branchies ou alvéoles), qui augmente la surface sans trop augmenter le
volume. Ces replis augmentent également la résistance.
Il y a quatre types de poumons : monocavitaires septé (pleins de replis à la surface du poumon), multicavitaire septé
(pleins de replis sur d'autres replis), bronchoalvéolaire (mammifères), et tubulaires (oiseaux)
On peut calculer le débit en fonction de la résistance du matériaux et de la pression :
Débit =
ΔP
R
a) L'interface dans le poumon des mammifères
Toujours par principe de diffusion au travers de la membrane : des micro vascularisations collées aux alvéoles permettent
cette diffusion vers les érythrocytes.
b) La pompe ventilatoire
Les
muscles
principaux
qui
interviennent
sont
les
muscles
intercostaux, la plèvre et le diaphragme,
et les muscles pectoraux.
Ces contractions sont contrôlées de
façon inconscientes le tronc cérébral,
mais peuvent également être soumises à
la volonté de l'individu (dans le cortex).
Cependant, le tronc cérébral reprend le
dessus en cas de gros déséquilibre.