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Physiologie II > Acquisition de l'énergie > Flashcards

Acquisition de l'énergie Flashcards

1
Q

Acquisitions & Utilisations de l’énergie

A

• Acquisitions de l’énergie
 Autotrophie
 Hétérotrophie
 (mixotrophie)

• Utilisations de l’énergie
 Croissance
 Maintenance
 Reproduction

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2
Q

Rôles de l’alimentation et la digestion

A
  • Obtention de l’énergie
  • Obtention des matériaux → Choix des nutriments et contrôle de la digestion
  • Besoins nutritionnels spécifiques → Impact sur les stratégies d’alimentation

–> Optimisation de l’ingestion et de l’assimilation de l’énergie

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3
Q

Microphagie suspensivore

A

Mode d’alimentation qui consiste à extraire des petites particules nutritives en suspension dans le milieu aquatique
> Petites particules ingérées : phytoplancton, zooplancton, excrétât, excréments
> ne concerne que des animaux aquatiques → « suspensivores »

Stratégie vastement répandue dans le Règne Animal

  • -> « Piégeurs » = processus de capture à l’aide d’organe spécialisé (ex: « tentacules »)
  • -> « Filtreurs » = circulation & filtration d’eau à travers un organe filtreur

Particules circulant par COURANTS D’EAU naturels ou provoqués (par l’animal)
> naturelle → eaux agitées
> provoquée → cils

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4
Q

Suspensivores coloniaux: cas des Spongiaires

A

 Filtreurs
 Moteur principal: Effet Bernouilli
 Moteur secondaire: Choanocytes
 Ingestion par vacuoles phagocytaires

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5
Q

Cas des Mollusques Bivalves - Microphagie suspensivore

A

Filtration d’eau à travers les branchies
 Branchies ciliées filtrent et dirigent les particules vers le sillon branchial
 Filtration permet la concentration des particules dans le cordon muqueux

Sillon branchial = site de concentration des particules agglomérées après filtration au sein du cordon muqueux

–> Importance du mouvement ciliaire
> progression du cordon muqueux

•  Digestion extracellulaire
> Rotation du stylet cristallin = Abrasion sur une plaque de chitine à proximité du cordon muqueux
> Solubilisation des enzymes digestives du stylet cristallin = digestion des grosses particules

• Digestion intracellulaire
> digestion des petites particules dans les cellules des diverticules digestifs

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6
Q

Cas des Vertébrés - Microphagie suspensivore

A

 Mâchoire inférieure aux bords développés
 Rostre incurvé
 Filtre (fanons, etc.)
 Langue volumineuse et charnue poussant l’eau hors de la bouche à travers le filtre
 particules alimentaires retenues dans la bouche

–> Convergence évolutive de la suspensivorie chez les Vertébrés

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7
Q

Alimentation liquide

A

Mode d’alimentation qui consiste à ingérer des liquides nutritifs

3 différentes stratégies:

  • Percement & Succion
  • Incision & Léchage
  • Succion
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8
Q

Percement & Succion

A

Ex: Moustique, Sangsue

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9
Q

Incision & Léchage

A

• Insectes (ex: Mouches): Pièces buccales spécialisées
 Mandibules tranchantes pour couper le tégument de l’hôte
 Labium large & spongieux pour collecter le liquide qui s’écoule de la plaie

• Vertébrés (ex: Chauve-souris vampires):
 Dents perforent la peau (bétail, humain)
 Salive (Anticoagulant & Analgésique)
 Langue pour collecter le liquide qui s’écoule de la plaie

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10
Q

Succion

A

• Nouveaux-nés des Mammifères
• Insectes butineurs: Pièces buccales spécialisées
• Oiseaux butineurs
 Vol stationnaire: Articulation de l’épaule spécialisée
 Bec de forme optimale pour les fleurs exploitées
 Longue langue nervurée
–> spécialisations évolutives

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11
Q

Macrophagie

A

Mode d’alimentation consistant à ingérer des particules de grande taille
Stratégie extrêmement répandue dans le Règne Animal
> la grande majorité des animaux…

Exigences structurales variées pour l’obtention des proies
– Appareil locomoteur → déplacements pour trouver les proies
– Pièces buccales, pinces, dentition, becs, griffes…→ capture, dilacération
– Venins & Toxiques → immobilisation des proies

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12
Q

Cas des Mollusques - Macrophagie

A

Ex:

  • Radula
  • Bec des céphalopodes
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13
Q

Autres cas d’Invertébrés - Macrophagie

A 
Ex:
- Echinodermes
> Lanterne d’Aristote: les « dents » des oursins 
- Arthropodes
> Pièces chitineuses spécialisées
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14
Q

Cas des Mammifères - Macrophagie

A

Dents différenciées = spécialisées
• chez un même individu
• selon le régime alimentaire de l’animal

Dents non différenciées = peu spécialisées

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15
Q

Cas des Oiseaux - Macrophagie

A

Les becs des Oiseaux sont aussi spécialisés que les dents des Mammifères

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16
Q

Toxines : Attaques & Défenses chimiques

A

• « Course aux armements évolutifs »
capture et neutralisation de proies
défense contre les prédateurs

• Diversité des toxines dans le Règne Animal
– Toxines irritantes et/ou hallucinogènes
– Inhibiteurs d’enzymes digestives
– Agonistes endocriniens ou des neurotransmetteurs = Blocage de fonction(s)

• Inconvénients
– Coûts élevés de production des toxines
– Nécessité de stockage des toxines dans un compartiment « étanche »

• Attaques chimiques
> Utilisation de toxines incapacitantes facilitant Capture & Ingestion des proies

• Défenses chimiques
Exemple d’un insecte, le bombardier
> 2 compartiments abdominaux isolés contenant respectivement :
- Peroxydes & Hydroquinones
- Peroxydases & Catalases
–> l’expulsion simultanée de ces 2 contenus liquides produit une sécrétion chimique expulsée à 100°C avec laquelle il arrose ceux qui le menacent

17
Q

Classification fonctionnelle des modèles digestifs principaux

A

Digestion = ensemble des processus durant lesquels les aliments ingérés sont transformés (par hydrolyses enzymatiques) en nutriments utilisables

Réacteur = lieu où se déroule les réactions chimiques de la digestion

Diversité dans le Règne Animal = 3 grands types :
1. Modèle idéal de réacteur pas fournée
> La composition varie au cours du temps
Ex: Hydre

  1. Modèle idéal de réacteur à flux continu brassé
    > La composition stable ne change pas au cours du temps
    Ex: Estomac de ruminant
  2. Modèle idéal de réacteur à flux pulsé
    > Composition uniforme stable au niveau d’une section, ne change pas au cours du temps en un point quelconque du réacteur
    Ex: Intestin grêle
18
Q

Spécialisation des sections du tractus digestif

A

 Estomac : mécanique (+ chimique)
 Intestins : chimique (+ mécanique)
 Estomac monogastrique vs. polygastrique

19
Q

Digestion extracellulaire vs. intracellulaire

A

Avantages & Inconvénients
 Tailles des particules → Choix >

 Spécialisation des sections du tractus digestif → Efficacité >
 Mouvement unidirectionnel de l’alimentation

 Protection contre une alimentation de mauvaise qualité → Protection >
 Immunité mucosale
 Pas de changements de l’état interne

 Production d’enzymes digestives extracellulaires → Coût >

 Collaboration / Compétition possible avec des microorganismes → Coût < ou >

20
Q

Absorption des nutriments au sein du milieu hôte –

Forme libre

A

Absorption membranaire de nutriments provenant directement du milieu environnant

Stratégie répandue dans le Règne Animal
 Beaucoup d’Invertébrés aquatiques sous forme libre ou fixe

Mécanisme d’action
Transporteurs protéiques spécifiques dans le tégument des organismes
Compétition pour les nutriments avec les organismes voisins
 Affinité d’absorption > plus efficace

> Affinité intestinale de 1000 à 1000000 fois plus forte
–> L’absorption des nutriments du milieu par le tégument d’individus dans un milieu hôte est moins efficace que l’absorption par les cellules intestinales

21
Q

Parasitisme

A

Association durable entre deux organismes hétérospécifiques, profitable à l’organisme obtenant des nutriments aux dépens de l’organisme hôte

Exoparasitisme / Endoparasitisme
• Unicellulaires (ex: Plasmodium → paludisme)
• Pluricellulaires (ex: Ténia → ver solitaire)

> Nutriments diffusent directement dans le parasite (absorption membranaire)
Simplification anatomique & morphologique des organismes parasites

22
Q

Exemple de la grande douve du foie

A

Caractéristiques
 Affecte le foie & canaux biliaires des Ruminants
> se nourrit de sang & cellules hépatiques
 Appareil digestif développé mais toujours simplifié
 Appareil reproducteur extrêmement développé

23
Q

Symbiose

A

Association durable et réciproquement profitable entre deux organismes hétérospécifiques

2 grandes catégories d’organismes symbiotiques
 Symbiotes intracellulaires & coelomiques
− Algue-Animal (ex: Bivalves & Organismes des récifs de corail)
− Bactérie-Animal (ex: Organismes des milieux riches en soufre)

 Symbiotes du tube digestif
− Fermentation microbienne (ex: Intestins)
− Actions enzymatiques (ex: Panse des Ruminants)

24
Q

Les organismes photosynthétiques – Symbiose

A

Zooxantellae (algue brune) & Zoochlorellae (algue verte d’eau douce)

Principes de l’association symbiotique :
 L’algue:
- reçoit l’azote de l’hôte
- est protégée contre le broutage
- libère de l’oxygène et des produits organiques (principalement glucides)
- maintient le sucrose dans ses cellules mais libère du maltose & glucose pour son hôte

 L’hôte:

  • ses produits biochimiques stimulent la libération des glucides par les algues
  • jusqu’à 90% de l’énergie & carbone utilisée peut provenir de ses symbiotes
25
Q

Cas des Zooxanthelles (Dinoflagellés symbiotiques)

A

Algue unicellulaire pouvant vivre en symbiose avec un polype (ou certains mollusques et méduses)
> La photosynthèse du dinoflagellé procure de la matière organique et de l’O2 au polype tandis que ce
dernier procure des nutriments et du CO2 au dinoflagellé
Voir diapo 42

26
Q

Les organismes chimioautotrophes – Symbiose

A

Principe: Exploitation des sources d’énergie peu conventionnelles (voire toxiques)

  • H2S (sulfure d’hydrogene)
  • CH4 (méthane)
Exemple d’association chimioautotrophe
 Pogonophores des cassures tectoniques:
- Pas de système digestif
- > 1.5 m de longueur
- Trophosome = tube de ~2 cm de diamètre
- Panache respiratoire riche en hémoglobine (rouge)
 Bactéries chimioautotrophes:
- Localisées dans le trophosome
- oxydation → obtention de l’énergie
- fixation du carbone → croissance
> matériel libéré contribue à la croissance de l’hôte
27
Q

Les organismes chimioautotrophes – Mécanisme

A
  1. Absorption du CO2, O2et H2S au niveau du panache respiratoire
  2. Liaison du CO2, O2et H2S à l’hémoglobine de grande taille
  3. Transport vers les bactéries dans le trophosome (+ protection de l’hôte contre la toxicité)
  4. Oxydation bactérienne du H2S (principal produit obtenu: le thiosulfate)
  5. L’énergie libérée utilisée pour transformer les molécules de CO2 en molécules organiques
  6. Ces sucres & acides aminés sont utilisés pour la croissance bactérienne
  7. Les molécules organiques excédentaires sont absorbées par l’hôte
28
Q

Les symbiotes du tube digestif

A

Digestion de la cire d’abeille
 Groupe des Indicatoridae (oiseaux africains)

 Micro-organismes intestinaux

  • Bactérie (Micrococcus cerolyticus)
  • Levure (Candida albicans)

Digestion de la cellulose
 Invertébrés
- Blattes → cellulases endogènes (digestion partielle)
- Termites → bactéries flagellées (jusqu’à 45 espèces) + champignons

 Vertébrés

  • Ruminants → flore du rumen (fermentations & actions enzymatiques)
  • Non-ruminants → flore intestinale (coecum, colon)
29
Q

Digestion de la cellulose par les Ruminants

A
  • Contenu stomacal = 25% poids de l’animal
  • Rumen & Réticulum:
     Champignons (phycomycètes)
     Protozoaires
     Bactéries
    10^5 - 10^10 individus / ml
     2 - 4 kg de cellules anaérobies
30
Q

Fermentations & Actions enzymatiques des Ruminants

A

 Rumination = Régurgitations périodiques
> fibres remachées pour les rendre plus accessibles aux micro-organismes
 Rôle central de la salive
 Fermentations microbiennes
 Acides organiques libérés couvrent ~70% des besoins énergétiques des Ruminants
 Protéines provenant des microorganismes symbiotiques morts → ~100g / j absorbé
 Recyclage de l’azote de l’urée
> Réabsorptions au feuillet
> Balance azotée équilibrée

31
Q

Symbioses chez les fermenteurs intestinaux

A

Caecotrophie = Production de caecotrophes
• fecès expulsées séparément (nuit)
• molles (entourées de mucus, peu de réabsorption d’eau)

32
Q

Coûts & Bénéfices de la symbiose

A

Généralités
 L’hôte : reçoit de l’énergie et des matériaux à partir d’un aliment difficile à digérer (ex: la cellulose)
 Le symbiote : reçoit un endroit protégé (température, pH, prédation…) ainsi qu’une source continue de carbone et d’énergie
 Le maintien de l’association peut nécessiter des compromis
ex: maintien potentiellement coûteux d’un milieu favorable au symbiote

Cas des symbiotes digestifs Ruminants
 L’hôte :
- reçoit de l’énergie et des matériaux à partir de la cellulose dégradée et des protéines provenant des symbiotes morts
- secrète beaucoup de salive (milieu tampon) et doit évacuer le méthane produit
 Le symbiote :
- reçoit un endroit protégé (température, pH) ainsi qu’une source continue de carbone et d’énergie
- très spécifiques et très dépendants de l’hôte

Physiologie II (11 decks)

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