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Regards sur l’organisme animal : la vache Amélie
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Connaissances de premier ordre indispensables
Capacités exigibles
La vache, un organisme pluricellulaire (= un métazoaire)
Tout organisme vivant est un système thermodynamique ouvert, en besoin permanent d’énergie. 95% de la masse des êtres
vivants est constitué par les macroéléments : C, H, O et N. L’organisme animal est hétérotrophe pour le carbone : il consomme
de la matière organique produite par les autres êtres vivants pour produire sa propre matière organique. Les animaux sont
chimio-organotrophes : leur source d’énergie est chimique et les donneurs d’électrons de leurs chaînes d’oxydoréduction sont
organiques.
La vache est un métazoaire. Son organisme est divisé en appareils, organes, tissus et cellules spécialisées. Un organe
comprend différents types cellulaires. Un tissu regroupe des cellules avec des caractéristiques structurales et fonctionnelles
différentes collaborant à la réalisation d’une même fonction.
Les différents appareils remplissent les fonctions permettant la vie de l’animal dans son milieu :
- les fonctions de nutrition : digestion, circulation, respiration et excrétion
- les fonctions de relation : locomotion, maintien de la posture, perception et sensibilité, émission de signaux,
protection et défense (système immunitaire)
- les fonctions de reproduction : fécondation, gestation, parturition et lactation
Les fonctions vitales sont interdépendantes. Leur réalisation résulte d’une action coordonnée des organes et des systèmes faisant
appel à une communication à distance par voie nerveuse ou hormonale. Le fonctionnement de l’organisme animal résulte
d’échanges entre 3 milieux : le milieu extérieur, le milieu intérieur (milieu de vie des cellules, essentiellement plasma et
lymphe) et le milieu intracellulaire. Les paramètres du milieu intérieur sont maintenus constants dans l’organisme par des
mécanismes régulateurs (homéostasie). L’animal est donc un système intégré.
La vache dans son milieu de vie
La vache agit sur son environnement
La vache évolue dans l’écosystème « prairie » caractérisé par sa formation végétale : beaucoup de plantes herbacées, arbustes et
arbres y sont rares. Un écosystème englobe une biocénose, association d’êtres vivants peuplant un milieu appelé biotope
constituant leur environnement physico-chimique. Dans le cas de la prairie il s’agit d’un agro-écosystème créé et entretenu par
l’homme à des fins de productions optimales de viande et de lait. La vache consomme des végétaux d’espèces différentes selon
les saisons, elle est phytophage. Elle effectue un choix sélectif dans le prélèvement de sa nourriture, qui transforme la prairie :
la dynamique de la végétation dépend de l’intensité du pâturage. Elle consomme 15 kg de matière sèche par jour, 50 à 100 L
d’eau et rejette 30 à 50 kg de bouses. Elle est le siège d’un flux de matière et d’énergie.
La vache est une espèce ingénieure/architecte, elle a une double influence sur son milieu de vie : elle libère des ressources
dans son écosystème (bouses) et elle facilite le développement d’autres espèces par son action physique sur le biotope. C’est
également une espèce clé de voûte de la prairie c’est-à-dire que, par son activité et son abondance, elle conditionne l’intégrité et
la stabilité de l’écosystème. Ainsi le pâturage maintient la prairie, toutefois le surpâturage responsable de la dégradation des
sols, favorise l’érosion et entraîne une pollution des eaux au nitrate.
Le concept de l’organisme vivant est abordé à partir
d’un exemple de ruminant, la vache. Cet exemple
permet de définir les grandes fonctions du vivant et
de les mettre en relation avec les structures
associées (appareils, tissus, organes…).
Loin de constituer une monographie, il s’agit d’une
vue d’ensemble des fonctions en insistant avant tout
sur les interrelations entre fonctions ainsi que sur
leur dimension adaptative et évolutive pour en faire
ressortir les points essentiels
- connaître les grandes fonctions et relier les grands
traits de leur réalisation aux supports anatomiques,
dans un milieu de vie donné ;
- expliquer sur quelques situations simples les
interactions entre les fonctions qui fondent l’unité
de l’organisme ;

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Les relations inter-spécifiques
La vache est un consommateur primaire, et un hétérotrophe elle élabore sa MO à partir de la MO d’autres espèces, elle fait
partie d’un réseau trophique. C’est un (au sens large) des espèces végétales qu’elle consomme.
Les bovins ont également des relations avec des parasites : endoparasites comme la grande Douve du foie ; ectoparasites
(mouches du bétail),
Il existe également des relations entre les bovins et des commensaux ou symbiotes qui permettent entre autre la digestion.
Les relations intra-spécifiques
La vache est un animal grégaire. Il existe une hiérarchie au sein du troupeau, il y a une vache dominante. au sein du troupeau.
On observe également des relations de leadership : il y a une vache leader, c’est la meneuse lors des déplacements du
troupeau ; elle n’est pas forcément la vache dominante. Les vaches communiquent entre elles par le meuglement, par leur
posture, par des odeurs.
D’autres relations intra-spécifiques sont liées à la reproduction (relations sexuelles) et à l’élevage des jeunes.
La perception de son environnement (biotique et abiotique).
Les bovins ont un large champ de vision panoramique (330° sans tourner la tête). Sur sa rétine elle possède des cellules photo-
réceptrices : les cônes pour la perception des couleurs et la vision diurne, et les bâtonnets pour la vision nocturne.
Leur audition leur permet une bonne perception des sons grâce à des mécanorécepteurs.
La muqueuse nasale possède des chimiorécepteurs responsable de l’olfaction. Les individus peuvent ainsi se reconnaître par la
perception des phéromones produites par diverses glandes.
Les bovins possèdent également une chimio-sensibilité par contact qui leur procure le goût grâce à des chimiorécepteurs
localisés sur la langue. La somesthésie (=toucher) est permise par le tégument qui possède des récepteurs mécaniques sensibles
aux pressions, à la douleur, aux champs électriques. Ils possèdent également des thermorécepteurs. Certaines zones du
tégument (les joues, l’encolure, les nasaux, les mamelles et l’attache de la queue), sont plus sensibles que d’autres.
Toutes ces informations sensorielles sont traitées par les centres nerveux (encéphale et moelle épinière) en relation avec la
périphérie de l’organisme grâce aux nerfs.
Le tégument et les relations avec l’environnement
Le tégument est un organe qui forme le revêtement externe du corps. Il est constitué par l’association de l’épiderme superficiel
chargé en cellules kératinisées, couvrant le derme et l’hypoderme (tissu adipeux). La kératinisation de l’épiderme limite les
pertes d’eau apr évaporation. Sur la face externe de l’épiderme sont produites des formations épidermiques cornées, les
phanères (poils, cornes, sabots qui sont constituées de kératine). Diverses glandes telles que les glandes sudoripares, et les
glandes sébacées sont localisées dans le derme.
Les bovins maintiennent leur température stable (38°C/39°C) ce sont des homéothermes (≠ poïkilothermes). Cette
homéothermie impose une forte dépense énergétique mais permet une activité permanente indépendante des conditions
climatiques. Cette régulation résulte d’un rétrocontrôle négatif : toute variation de la température par rapport à une valeur du
point de consigne perçue par des thermorécepteurs (cutanés et internes) entraîne la mise en jeu de processus qui ramènent la
température à sa valeur de référence.
Ainsi les principales fonctions du tégument sont :
- montrer qu’un animal est inclus dans différents
systèmes de relation : relation intraspécifiques et
interspécifiques (dont la domestication)

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- la protection mécanique, thermique et physiologique (immunité, dessiccation) ;
- la sensibilité grâce à divers récepteurs sensoriels (tactiles, thermiques…) ;
- la thermorégulation par les poils et les glandes sudoripares, ;
- la mise en réserve métabolique dans le tissu adipeux hypodermique.
Activité et fonction motrice
Les bovins possèdent un endosquelette constitué d’un squelette axial (crâne, colonne vertébral et cage thoracique) et d’un
squelette zonal/appendiculaire (= les membres). Ce squelette est formé d’os, tissus vivants, irrigués, en perpétuelle
reconstruction et articulés entre eux ; il donne sa forme à l’animal et conditionne le déplacement. La vache est quadrupède, ses
membres locomoteurs sont chiridiens : organisé en trois parties (du haut vers le bas) : le stylopode, le zeugopode, l’autopode.
Le membre est parasagittal, il permet un soutien passif du corps car le squelette exerce une poussée sur le sol qui permet le
détachement du corps du sol. Les muscles exercent un soutien actif du corps de par leur tonus. La vache est un onguligrade.
L’alimentation et la digestion chez la vache
La structure de l’appareil digestif et le régime herbivore
L’appareil digestif comporte un tube (bouche, estomac, intestin grêle, colon anus), où transite le bol alimentaire, et des glandes
annexes (glandes salivaires, foie, pancréas).
La longueur du tube digestif (40 m) et la durée conséquente de la transformation du bol alimentaire sont à mettre en relation
avec le régime herbivore constitué d’aliments dont la digestion est difficile.
La manducation (acte de manger)
L’herbe est saisie par la langue râpeuse associée à une pince formée par le bourrelet corné de la mâchoire et les dents labiales (=
proches des lèvres). Le broyage des aliments par les dents (mastication) est facilité par la salive (insalivation) à pH basique
riche en urée et en ions (Na+, HCO3 -). Une vache salive de 160 à 180 L pour une rumination de 6h, c’est la moitié de l’eau
qu’elle contient.
La rumination
La vache est un ruminant. Deux mastications se succèdent : la première, lors de la prise alimentaire est sommaire (l’herbe est
avalée pratiquement sans être mâchée) alors que la seconde, réalisée lors de la rumination, est plus conséquente. Ce mode de
digestion permet de réduire le temps pendant lequel les phytophages sont exposés aux prédateurs.
L’estomac est divisé en 4 poches de taille inégale. La plus grande, la panse (ou rumen) contient une population très dense et
diversifiée de micro-organismes : de 1010 à 1012 micro-organismes/mL (ciliés, mycètes et bactéries), qui réalisent des attaques
chimiques sur le bol alimentaire pendant qu’un brassage mécanique continu a lieu.
Alors que la panse ne produit aucune enzyme, les hydrolases des microorganismes catalysent la simplification moléculaire des
aliments. Les molécules qui en sont issues sont absorbées par les micro-organismes qui les engagent dans des processus
fermentaires (oxydation incomplète). Les produits de ces fermentations, des acides gras volatils (acétate, propionate etc.) sont
absorbés par la panse et constituent environ 70% de l’apport alimentaire.
Les micro-organismes utilisent l’ammoniac (NH3), issu de la dégradation des acides aminés et de l’urée apportée par la salive,

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pour synthétiser diverses protéines et vitamines telles que la vitamine B par exemple. La population microbienne s’accroît
quotidiennement de 60 à 70%. Cet excédent est incorporé au bol alimentaire et constitue un apport non négligeable pour la
vache.
La panse abrite aussi une importante population d’archées méthanogènes, anaérobies strictes, à l’origine de la production de
méthane rejeté par éructation.
L’association, intime, permanente, du ruminant et des micro-organismes, sans qui la digestion serait impossible, est à bénéfice
réciproque : il s’agit d’une symbiose. Elle augmente le rendement écologique de la vache car elle diminue la MO non utilisée et
augmente le rendement d’assimilation et de production (cf. BCPST 2). La panse est un écosystème possédant un biotope et une
biocénose, les micro-organismes. Il existe un réseau trophique et des coopérations entre eux : les ciliés phagocytent les bactéries
dont ils se nourrissent, et il y a des syntrophies entre micro-organismes.
Les transformations digestives ultérieures
Lorsque le contenu de la panse est pratiquement liquide, il est évacué vers le reste du tube digestif. La digestion enzymatique se
poursuit dans la caillette (homologue de l’estomac des autres mammifères), et l’intestin grêle. L’absorption des nutriments se
déroule dans l’intestin grêle ; celle de l’eau dans le colon qui participe à la constitution des fèces qui comportent les aliments
non digérés dont une part importante de micro-organismes et la lignine.
La distribution des nutriments et de O2 à tout l’organisme (cf. BCPST 2)
Circulation et appareil circulatoire
Les cellules utilisent les nutriments et l’O2 pour leur métabolisme.
Les nutriments issus de la digestion se retrouvent dans le sang, un tissu liquidien qui contient :
- le plasma constitué d’eau et d’ions inorganiques dissous (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl- etc.)
- des nutriments
- des éléments non dissous (protéines, hormones)
- des cellules sanguines : globules rouges, des globules blancs (leucocytes), des plaquettes
Le sang est endigué dans un système circulatoire clos et mis en mouvement par la pompe cardiaque. Le cœur est un muscle
creux composé de 4 cavités cloisonnées en une partie gauche et une partie droite. C’est une pompe aspirante et refoulante. Elle
met en mouvement le sang dans deux réseaux séparés : la circulation systémique et la circulation pulmonaire. Un tel système
est qualifié de double circulation. Les nutriments absorbés aux différents niveaux du tube digestif rejoignent le foie qui est un
organe de stockage. De là les nutriments sont distribués aux différents organes. Il y a interaction entre la respiration, la digestion
et la circulation.
Respiration et appareil circulatoire
L’apport en O2 est permis par la respiration pulmonaire. Le mufle s’ouvre sur les fosses nasales dont la muqueuse a pour rôle
d’humidifier et de réchauffer l’air inhalé, mais aussi de piéger les particules indésirables (poussières, microbes). L’air est
ensuite acheminé aux poumons par les voies respiratoires : pharynx, trachées, bronches, bronchioles et arrivent dans les
alvéoles pulmonaires. Les poumons, de consistance spongieuse, sont élastiques et leur surface est revêtue d’une plèvre qui les
solidarise à la cage thoracique. Ils sont les organes qui assurent l’oxygénation du sang (hématose). Chaque cycle ventilatoire

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comporte une inspiration active faisant intervenir les muscles intercostaux et le diaphragme, et une expiration passive avec le
relâchement des muscles inspirateurs de la cage thoracique qui la fait revenir à son volume initial.
L’élimination des déchets et l’osmorégulation
Les déchets métaboliques circulent dans le sang. Ce sont :
- le CO2 et H2O issus du catabolisme des lipides et des glucides par exemples ; ils sont éliminés par les poumons
- l’azote sous forme d’urée, issu du catabolisme des protides
- et des produits de dégradation lors de la dégradation de médicaments par exemple
Chez les Mammifères l’ammoniac (toxique) est transformé en urée non toxique (CO(NH2)2) dans le foie, c’est l’uréotélie, une
adaptation à la vie aérienne. En effet, l’ammoniotélie qui consiste en l’excrétion de l’azote sous la forme de NH4+ nécessite une
urine très diluée, soit une consommation d’eau trop importante pour la vie aérienne.
Le sang est filtré par les reins dont l’unité fonctionnelle est le néphron qui élabore l’urine.
Sans mécanismes particuliers et de faible coût énergétique l’élimination des déchets par les reins constitue une véritable
épuration du sang. L’urine produite par chaque néphron se retrouve dans les uretères puis est stockée dans la vessie. Elle est
acheminée jusqu’à l’orifice urinaire par l’urètre. Les ruminants possèdent toutefois une particularité : la plupart de l’urée se
retrouve dans les glandes salivaires et est excrétée par la salive.
L’excrétion joue un rôle dans la régulation du milieu intérieur puisqu’elle influence le volume des compartiments liquides de
l’organisme et leurs concentrations en ions.
La réalisation de l’état pluricellulaire, la reproduction de la vache
Appareil génitaux et activité sexuelle
Tous les êtres vivant proviennent d’une unique cellule, la cellule-œuf qui résulte de deux processus génétiques fondamentaux :
la méiose et la fusion entre deux gamètes provenant de deux génomes différents (= fécondation). Le cycle biologique de la
vache est diplophasique, monogénétique. L’espèce Bos taurus est gonochorique : les animaux des deux sexes diffèrent par
des caractères morphologiques (caractères sexuels secondaires) et comportementaux.
Les gonades produisent les gamètes et les hormones sexuelles. La production des gamètes n’est possible qu’après la puberté,
chez les mâles cette production a lieu durant la spermatogenèse. Pour la femelle la production des gamètes a lieu durant
l’ovogenèse. Elle décrit un cycle indépendant des saisons de 21 jours et divisée en deux phases : la phase lutéale (18j) :
production de progestérone par les corps jaunes ; et la phase folliculaire (3j) : développement des follicules. Le cycle reprend
en l’absence de fécondation mais est suspendu dans le cas contraire.
La fécondation est interne (dans l’oviducte) ; elle fait suite à l’accouplement. Elle rétablit la diploïdie et détermine le sexe du
futur petit. Dans la pratique, les vaches sont inséminées artificiellement (dans 90% des cas pour les vaches laitières).
Viviparité et soins au jeune
La vache est un animal vivipare. L’embryon s’implante dans l’utérus. Il se forme des annexes embryonnaires dont le placenta,
qui a une origine double, à la fois embryonnaire et maternelle : cela fait de la vache un euthérien. C’est le fœtus qui déclenche
la mise bas par la production d’hormones. Le veau est alors nourri par le lait sécrété par les glandes mammaires. Dès la mise-