La biodiversité des Vertébrés Partie 2 : Oiseaux et Mammifères
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La biodiversité des Vertébrés Partie 2 : Oiseaux et Mammifères Sébastien Dugravot bât 25 – 4ème étage http://perso.univ-rennes1.fr/sebastien.dugravot [email protected] La biodiversité des Vertébrés Partie 2 – 1 : les Oiseaux Classification générale Ancêtres crocodiliens du Jurassique : les Dinosauriens Saurischiens théropodes (200 Ma) Groupe monophylétique Tétrapodes Tétrapodes Amniotes Sauropsidés Lépidosauriens Sauropsidés Lépidosauriens Diapsides Diapsides Archosauriens Archosauriens Poissons Poissons Amphibiens (Liss)amphibiens Chéloniens Chéloniens Sphénodon Sphénodon Squamates Squamates Crocodiliens Crocodiliens Oiseaux Mammifères Mammifères Cl. des Aves : Sous Classe des Archéornithes (Fossiles) Ont tous disparus (fossiles) Le plus connu : Archeopteryx (150 Ma) Intermédiaires entre les « reptiles » et les oiseaux : • Squelette avec une longue queue • Mâchoires avec des dents • Présence de plume Cl. des Aves : Sous Classe des Néornithes 9700 sp. connues Apparus entre 90 et 60mA Ils ont gardé des caractères reptiliens : • Oeuf amniotique • Écailles épidermiques • Cloaque • Urine très concentrée • 4 doigts Ils ont des caractères nouveaux : • Queue courte : le pygostyle • Bec corné sans dents • Plumes Morphologie / Anatomie Générale Répondre à la contrainte qu’est le vol ! Morphologie / Anatomie Générale : les plumes Barbule Rachis Barbe Morphologie / Anatomie Générale : les plumes Les pennes + les plumes de couverture Les plumes de duvet Différents types de plumes pour différentes fonctions Morphologie / Anatomie Générale : les plumes La couleur des plumes à différentes origines : - Couleur pigmentaire : noir, brun, jaune, rouge soit synthétisée soit issue de l’alimentation (cas du flamant rose) - Couleur structurale : bleu causée par phénomène optique : diffraction de la lumière sur des particules - Irisation : métallique structure du réseau de barbules reflète les rayons lumineux : selon l'angle la plume ne présente pas le même ton de couleur Entretien des plumes : - Lissage avec le bec pour remplacer les barbules - graissage - lavage - épouillage + Mue Morphologie / Anatomie Générale : les plumes 1/ Le vol Exige très grosses dépenses métaboliques adaptations morpho/anatomiques Morphologie / Anatomie Générale : les plumes 2/ Un isolant thermique : homologues aux écailles de kératine des reptiles Régulation de la température = les premiers homéothermes : maintien d’une température corporelle à 40°C (pas d’hibernation chez les oiseaux !!) Des plumes plus ou moins courtes / plus ou moins denses en fonction du mode de vie Cas des oiseaux plongeurs Morphologie / Anatomie Générale : les plumes 3/ Un rôle de camouflage Cas des oiseaux mimétiques : Pour vivre vieux, vivons cachés ! Morphologie / Anatomie Générale : les plumes 4/ Un rôle de communication sociale Utilisation de plumes ornementales pour la parade sexuelle Dimorphisme sexuel Pour résumer ! Différentes plumes pour différentes fonctions: Protection thermique (duvet): homéothermie Locomotion (rémiges et rectrices): vol Alimentation (vibrisses): prise insectes volants Couverture (tectrices): camouflage, parade nuptiale, protection Morphologie / Anatomie Générale : Réponses aux contraintes liées au vol 1/ Augmenter l'efficacité du système respiratoire Trachée Sac aérien antérieur Poumons Sac aérien postérieur Poumons : ne sont pas des sacs aveugles mais conduits dans lesquels l'air circule à sens unique • Pas d'alvéoles, mais parabronches • Ventilation assurée par sacs aériens à l'avant et à l'arrière des poumons agissent à la manière de pompes • Présence de valves empêche l'air de revenir vers l'arrière circulation unidirectionnelle Système respiratoire des oiseaux considéré comme le plus perfectionné et le plus efficace du règne animal Morphologie / Anatomie Générale : Réponses aux contraintes liées au vol 2/ Modification squelettique : un squelette léger Disparition de la moelle os creux L’allègement du squelette permet de réduire les dépenses métaboliques inutiles Morphologie / Anatomie Générale : Réponses aux contraintes liées au vol 2/ Modification squelettique : un squelette rigide résister aux forces rentrant en jeu lors du vol Vertèbres du cou Sternum élargi Cage thoracique robuste Fusion des vertèbres • Colonne vertébrale renforcée par la fusion de plusieurs vertèbres, région caudale et ceinture pelvienne. • Ceinture pelvienne fusionnée solidifier les points d'ancrage des muscles de la queue. • Cage thoracique renforcée éviter d'être écrasée par les muscles alaires. • Côtes fusionnées et sternum hypertrophié permettre un solide point d'ancrage pour les muscles alaires Morphologie / Anatomie Générale : Réponses aux contraintes liées au vol 3/ Augmenter l'efficacité du système cardio-vasculaire maintenir un métabolisme élevé Coeur = 4 chambres séparées (comme chez les crocodiliens) empêche le mélange entre le sang veineux (va de l’organe au cœur) et artériel (va du cœur à l’organe) vers les poumons du corps vers le corps des poumons des régimes alimentaires variés ! • Phytophages - Folivores - Granivores - Nectarivores - Suceurs de sève • • • • Insectivores/invertivores Carnivores Charognards Piscivores Les phytophages folivores Exemple des Ansérines : d’infatigables brouteurs Doivent se nourrir très fréquemment et se débarrasser rapidement des déchets Les phytophages granivores Les graines = des aliments très nutritifs mais souvent protégées par de véritables armures Chez les oiseaux, seul le bec corné pourra être utilisé pour faire face aux protections mises en place par les plantes Bec corné fait de kératine se laisse facilement façonner par les pressions évolutives Les phytophages granivores Exemple des Fringillidés Les phytophages granivores Exemple des Fringillidés bec de forme conique, ni court ni long pinces convenables pour ramasser des graines + saisir des insectes ou des baies Les phytophages granivores Exemple des Fringillidés Bec + puissant casse des graines + résistante Les phytophages granivores Exemple des Fringillidés Bec avec protubérances + muscle très puissant casse les noyaux de cerise Les phytophages granivores Exemple des Fringillidés Bec long et mince consomme les graines de chardon Les phytophages granivores Exemple des Fringillidés Mandibules croisées décortique cônes de pin Les phytophages granivores Exemple des Fringillidés Bec court et conique décortique les bourgeons Les phytophages nectarivores Un bec adapté à la morphologie de la fleur hôte illustrant un mutualisme plante - oiseau Les insectivores Les insectes : ressource très importante pour les oiseaux Insectivore = régime rencontré dans de très nombreuses familles Le bec long et fin des Sylviidés typique des insectivores Les insectivores Exemple des Hirundinidés et des Apodidés : Des chasseurs de haut vol Poursuite des proies Vs les happer au hasard Les invertivores Taille et forme du bec accessibilité ou non à différentes espèces de proies (Charadriiformes) Les carnivores Les armes du crimes Des serres pour tuer et un bec crochu pour dépecer Les Charognards Chacun son tour ! Les Piscivores Le cas des oiseaux plongeurs Les Piscivores La biodiversité des Vertébrés Partie 2 – 2 : les Mammifères Classification générale Apparaissent au milieu du secondaire (200 Ma) Diversification surtout au tertiaire Environ 4 600 espèces et près de 5% d’espèces inconnues Groupe monophylétique Tétrapodes Tétrapodes Amniotes Amniotes Sauropsidés Lépidosauriens Sauropsidés Lépidosauriens Diapsides Diapsides Archosauriens Archosauriens Poissons Poissons Amphibiens (Liss)amphibiens Chéloniens Chéloniens Sphénodon Sphénodon Squamates Squamates Crocodiliens Crocodiliens Oiseaux Oiseaux Mammifères Mammifères Monotrèmes Caractères de reptiliens : • Cloaque ano-génito-urinaire • Oeufs reptiliens avec peu de réserves Caractères primitifs de mammifères : • Présence de poils • Homéothermie imparfaite (proche de 32°C) • Mamelles très rudimentaires Pas de dents Marsupiaux Vivipares Implantation de l’embryon dans l’utérus Particularités : - 2 vagins avec ouverture commune non fusionnées - Placenta très peu développé - État de dvpt très incomplet à la naissance (2 à 5 sem) - Migration vers le marsupium Euthériens (Placentalia) 94 % des Mammifères actuels (4221 sp.) Les nouveautés : • Développement complet de l’embryon dans l’utérus nourrit via le placenta • Utérus commun + vagin médian et permanent • Disparition du cloaque voies digestives et urogénitales séparées Caractéristiques générales : modifications à l’architecture reptilienne • Poils • Mamelles produisant du lait • Position des membres sous le corps : + efficace mais requiert plus de coordination • Dentition complexe • Palais osseux • Glandes sudoripares • Homéothermie Caractéristiques générales : Très grande homogénéité physiologique Mais très grande hétérogénéité en taille et en poids : • Le plus petit : une musaraigne de 2 g • Le plus grand : une baleine de plus de 130 tonnes Caractéristiques générales : Très grande homogénéité fonctionnelle Mais très grande hétérogénéité morphologiquement en fonction des niches écologiques (ils occupent toutes les niches écologiques et tous les biotopes) Air (Chauve souris) Désert chaud (Hyène) Désert froid (Ours polaire) Mer (Baleine) Sol (Taupe) Morphologie / Anatomie générale : Le tégument Pore Permet la transpiration Glande sébacée lubrifie le poil avec le sébum Glande sudoripare Produit la sueur thermorégulation + phéromones Follicule pileux produit le poil en assemblant des cellules produites dans le follicule par kératinisation Morphologie / Anatomie générale : Les poils • Cellule mortes couvertes de kératine (homologues des écailles et des plumes) • Muscles provoquant la pilo-érection • Neurones sensoriels (vibrisses) • Pelage formé de deux couches - poils courts fin et dense - poils longs et rigides • Rôles : protection, coloration, imperméabilisation, mécanoréception, thermorégulation Morphologie / Anatomie générale : Les dents Dents d’un type nouveau par rapport aux reptiles prennent naissances dans une alvéole de la mâchoire ou racine L’origine est double : • Ectodermique : émail en surface • Dermique : dentine ou ivoire en profondeur La troisième partie est le cément qui permet de maintenir les dents Dent humaine Morphologie / Anatomie générale : Les dents Il existe deux types de dents chez les euthériens : 1. Les dents à croissance définies avec une taille limite = brachyodontes La racine est pointue (O. carnivores, O. omnivores) Dent humaine Morphologie / Anatomie générale : Les dents Il existe deux types de dents chez les euthériens : 2. Les dents à croissance continues = hypsodontes La racine est ouverte et tubulaire (Phytophages) La pousse continuelle correspond à la vitesse d’usure Dents d’éléphants Morphologie / Anatomie générale : Les dents I C Différentes dents selon utilisation (hétérodontes) : leur 1. A l’avant, incisives coupantes (I) 2. Sur les côtés, canines pointues (C) 3. Sur les côtés, prémolaires coupantes et broyeuses (PM) 4. A l’arrière, molaires broyeuses (M) Dentition de Mustilidés PM M Morphologie / Anatomie générale : Les dents Chez les euthériens, il y a au maximum 44 dents Formule dentaire maximale : 3 1 4 3 I -- + C -- + PM -- + M -3 1 4 3 Exceptions : certains édentés et certains cétacés (homodontie) Morphologie / Anatomie générale : Les dents Différences selon les régimes alimentaires: - Omnivores : formule dentaire presque complète - Insectivores : formule dentaire pratiquement complète, mais dents toutes pointues (une à 3 pointes par dents) Morphologie / Anatomie générale : App. Respiratoire • Peau peu perméable • Action du diaphragme • Alvéoles augmentent la surface d’échange Morphologie / Anatomie générale : App. Circulatoire Coeur à 4 chambres (cf oiseaux, crocodiles) Sang passe d'abord par les poumons (oxygénation) puis repompé dans le reste du corps Morphologie / Anatomie générale : Locomotion Grande variété de formes dans les membres locomoteurs End ! Caractéristiques générales • Présence de poils plus ou moins clairsemés • Couche de graisse épaisse chez les mammifères aquatiques et de milieux froids isolation thermique • Homéothermie : température du corps à 37-38 °C • mais possibilité d’abaissement actif de la température hibernation (Microchiroptères, ours, marmotte, loir…) estivation (certains micromammifères) • Soin aux jeunes lactation
