Chapitre III : Tétrapodes (Lissamphibiens + Amniotes) : Le passage à la vie en milieu terrestre

Question 1

Le clade des Tétrapodes comprend le grp des _ et de son grp-frère les _.

Answer 1

A) Amniotes
B) Lissamphibiens

Question 2

Vrai ou Faux?
Le mode de vie tétrapode s’est développé en milieu aquatique.

Answer 2

Vrai

Question 3

Quelles sont les synapomorphies des Tétrapodes? (6)

Answer 3

1. Deux paires de membres chiridiens (mains) ;
2. Apparition du COU par détachement de la ceinture scapulaire de la tête ;
3. La première vertèbre cervicale de vient l’ATLAS ;
4. Conduit lacrymal entre oeil et sac nasal ;
5. Narines exaltantes (choanes) s’ouvrent dans la cavité buccale ;
6. L’hyomandibulaire (devient columelle ou étrier) sert à l’audition (oreille primitivement consacré à l’équilibre se spécialise pour permettre l’audition).

Question 4

Chez les Tétrapodes, la structure des membres chiridiens se divise en 3 zones pour les membres antérieurs et postérieurs. A) Quels sont ses trois zones
B) Que comprennent-ils selon leur position antérieur?
C) Postérieur?

Answer 4

A) Partant du haut (clavicule vers a main)
- Stylopode
- Zeugopode
- Autopode

B) Antérieur
- Stylopode : Humérus
- Zeugopode : Radius, Ulna
- Autopode : Carpes, métacarpes, phalanges

C) Postérieur
- Stylopode : Fémur
- Zeugopode : Tibia, péroné
- Autopode : Tarses, métatarses phalanges

Question 5

Que permet l’Atlas chez les Tétrapodes?

Answer 5

Première vertèbre du coup devient l’Atlas et il y a une spécialisation permettant des MOUVEMENTS DU CRÂNE de HAUT en BAS indépendant du tronc.

Question 6

Que permet le conduit lacrymal chez les Tétrapodes?

Answer 6

Adaptation au milieu aérien. L’œil se couvre d’une paupière protectrice et le liquide assure son maintien en milieu humide. En outre le conduit draine l’excès de liquide lorsque nécessaire.

Question 7

Les lissamphibiens regroupent les _ ( _ [grenouilles] et _ [salamandres et tritons]) ainsi que leur grp-frère les _.

Answer 7

A) Batraciens
B) Anoures (grenouilles)
C) Urodèles (salamandres et tritons)
D) Gymnophiones

Question 8

• Les Anoures ont des membres postérieurs _ et un corps _ et _ qui ne fléchit pas lors de déplacement.
• Les Urodèles ont des membres postérieurs _ et un corps _ qui _ pendant la marche.
• Les Gymnophiones ont perdu secondairement _.
• Ils ont tous une peau _ et _ à l’air. Ce sont tous des _.

Answer 8

A) Longs, court, rigide
B) Courts, long, ondule
C) Membres chiridiens (exaptation)
D) humide, perméable, insectivores

Question 9

Vrai ou Faux.

La reproduction de Lissamphibiens est possible en milieu terrestre?

Answer 9

Faux.

Seulement à partir des Amniotes que l’œuf peut se développer hors de l’eau. Donc la ponte d’œufs nécessite un retour en milieu aquatique.

Il y a souvent une métamorphose entre le stade larvaire aquatique et le stade adulte terrestre.

Question 10

Quelles sont les synapomorphies de Lissamphibiens? (2)

Answer 10

1. Dents articulés sur de petits pédoncules ;
2. Les côtes sont courtes ou inexistantes (cage thoracique non fermée et mouvement de ventilation sont impossibles).

Question 11

Quelles sont les synapomorphies des Gymnophiones (ressemblent à des serpents)? (2)

Answer 11

1. Perte totale des membres et des ceintures ;
2. Présence d’un organe tentaculaire protactile.

Question 12

À quoi sert l’organe tentaculaire protactile chez les Gymnophiones?

Answer 12

Il sert a amener les molécules aromatiques de l’environnement vers l’organe voméro-nasal grâce à ses mouvements de va-et-vient.

Question 13

Quelles sont les synapomorphies des Batraciens (comprends Urodèles et Anoures)? (2)

Answer 13

1. Operculum s’insère dans l’oreille interne en plus de l’étrier (sert à la réception des vibrations) ; `
2. Développement des choanes inversé par rapport aux non-Batraciens et aux Amniotes : NARINE INHALANTE À L’INTÉRIEUR ET EXALTANTE À L’EXTÉRIEUR.

Question 14

Chez les Urodèles (salamandres et tritons) certaines espèces n’ont pas de poumons (respiration par la _) ce qui leur a permis d’exapter les muscles et certains os impliqués dans la respiration par la pompe buccale à des fins de _. Cela leur permet de _.

Answer 14

A) Protraction de la langue
B) Capturer des proies

Question 15

Quelles sont les synapomorphies des Anoures? (5)

Answer 15

1. Allongement de l’os iliaque dans le bassin ;
2. L’urostyle : vertèbres postsacrées transformées en une baguette rigide ;
3. Nombre réduit de vertèbres
4. Deux os de la cheville (astragale et calcanéum) s’allongent et forment un segment supplémentaire dans la patte postérieure ;
5. Réduction extrême des côtes.

Question 16

Le clade des Dipnotetrapodomorphes est composé des _ et de leur grp-frère les _.

Answer 16

A) Tétrapodes
B) Dipneustes

Question 17

Quelles sont les synapomorphies des Dipnotetrapodomorphes? (2)

Answer 17

1. Ils ont des poumons alvéolés ;

2, Oreillettes cloisonnées au coeur.

Question 18

Expliquer les pressions positives (facteurs propices à la vie en milieu terrestre). (2)

Answer 18

1) Disponibilité des ressources inexploitées comme la nourriture et les sites de reproduction ce qui engendre un diminution de la compétition intraspécifique

2) Air : ++ [O2] et la diffusion de l’O2 est plus facile dans l’air que dans l’eau. Ainsi, l’oxygénation est plus facile dans l’air.

Bref, l’évolution contrainte à ces pressions positive crée des individus avec des variations permettant d’exploiter ses ressources. Les variations étant héritable, les individus qui héritent de ces caractères ont plus de chance de survie et donc de reproduction dans le milieu terrestre. Cela augmente la fréquence d’obtention des caractères favorables créant ainsi des population d’individus adaptés au milieu.

Question 19

Expliquer les pressions négatives (contraintes et adaptations liées au milieu terrestre) associés au milieu terrestre par rapport au milieu aquatique. (3)

Answer 19

1. L’air est 1000 x moins dense que l’eau ce qui augmente l’effet de la gravité sur l’individu dans l’air : implique un affaissement des branchies, transmissions des ondes moins efficace, pompage du sang plus difficile, plus de forces exercée sur le corps.
2. La viscosité de l’air est vraiment plus petite que dans l’eau ce qui diminue drastiquement le support pour le déplacement : implique une adaptation pour un plus grande traction
3. La température est moins stable dans l’air : implique plus grand contrôle pour homéostasie

Question 20

Expliquer la respiration chez les Lépidosauriens et Lissamphibiens.

Answer 20

Le sang oxygéné provenant des poumons arrive dans l’oreillette gauche par les veines pulmonaires alors que le sang réduit arrive à l’oreillette droite par les veines.

Le ventricule est incomplètement divisé mais une valve auriculo-ventriculaire crée une division fonctionnelle.

Ainsi, lorsque les oreillettes se contractent, le sang réduit entre dans la partie droite du ventricule et la valve auriculo-ventriculaire empêche le mélange avec le sang oxygéné du côté gauche.

Lors de la contraction du ventricule, la valve bloque l’accès aux oreillettes et le sang oxygéné part par le chemin le plus facile soit vers les artères systémiques droite et gauche.

Au même moment, une crête musculaire participe à la division fonctionnelle du ventricule et le sang réduit est poussé vers l’artère pulmonaire.

Question 21

La séparation incomplète du ventricule est un avantage chez les organismes qui ne peuvent ventiler les poumons, comme quand ils sont sous l’eau ou dans leur carapace. POURQUOI.

Answer 21

Extraction de l’oxygène dans le sang réduit grâce à la séparation incomplète du ventricule qui permet de réacheminer le sang réduit vers les artères systémiques. Grâce à la différence de pression partielle positive de l’oxygène entre les globules du sang et les tissus, la diffusion de l’oxygène vers les cellules de ces tissus est possible.

Pendant la période d’apnée les individus peuvent acheminer le sang réduit vers les artères systémiques qui irriguent le corps. Le sang réduit contient encore de l’oxygène et la différence de pression partielle positive de l’oxygène entre les globules rouges du sang et les tissus maximisent la diffusion de l’oxygène vers les cellules de ces tissus.

Question 22

La séparation fonctionnelle du flux sanguins à l’intérieur du cœur des Tétrapodes est assuré par deux mécanismes. Lesquelles?

Answer 22

1. Le mécanisme physique : muscle
2. Le mécanisme hydrique : différence de pression

Question 23

Expliquer l’évolution des membres chiridiens des Tétrapodes.

Answer 23

Les Dipneustes ont des nageoires paires charnues monobasales. Il semble y avoir une transformation rapide vers des membres chiridiens avec des doigts. Il existe deux hypothèse sur l’origine des doigts :

H1 : Les doigts proviennent de la transformations des rayons dermiques des nageoires.

H2 : Les doigts sont de nouvelles structures sans lien avec les rayons dermiques des nageoires.

Le développement de la génétique du développement (Evo-Devo) supporte H2 où les doigts ne sont pas homologue des nageoires dermiques.

Présence de BOURGEONS APPENDICULAIRES à partir desquels vont se développer les membres chiridiens.

La division en profondeur dans le bourgeon produit du mésenchyme. Dans la partie distale du bourgeon, l’ectoderme s’épaissit et forme une CRÊTE APICALE ectodermique. Celle-ci permet la croissance en longueur du bourgeon appendiculaire depuis le stylopode (humérus-fémur) jusqu’au zeugopode (radius0ulna ou tibia-péroné) puis à l’autopode (carpe ou tarse).

Les cellules de la crête apicale attire le mésenchyme de la profondeur vers la surface par étape.

Les gènes Hox sont ensuite responsable du développement de la crête vers les membres chiridiens.

Question 24

Quel est le rôle des gênes homéotiques (Hox) dans le contrôle du développement des membres des profondeurs du bourgeon jusqu’à l’extrémité des membres?

Answer 24

Les gènes régulateur Hox sont organisés sur les chromosomes dans le même ordre que les parties du corps qu’ils affectent (comme des mini humain). Chaque gène Hox régule plus de 100 gènes structuraux.

Si on désactive l’expression de certains gène Hox, on modifie le déroulement de la construction du membre. Plus le gène est au bout du complexe (Hox 13), plus il influence la partie distale du membre.

Non seulement la position du gène dans le complexe est importante pour le développement, mais la dynamique d’expression des gènes Hox l’est également. Effectivement, la durée d’expression d’un gène (comme Hox 13) influence le déroulement de la construction des membres. Si la durée d’expression de Hox 13 est lente, le mésenchyme s’accumule à la même vitesse que les cellules ectodermiques au niveau de la crête apicale. Cette séquence donne naissance aux doigts.

Chez les Téléostéen, l’expression est plus rapide et il y a prolifération des cellules ectodermiques qui forme un pli ou lacune (cellule mésenchyme vient combler toute l’espace et bloque Hox13). Celui-ci isole la crête du bourgeon. Croissance des éléments squelettiques de la nageoire cesse. Dans le pli, des cellules de provenance inconnues forment les rayon dermiques.

Question 25

VRAI ou FAUX?

Il existe des gènes pour le développement des doigts?

Answer 25

Faux

Les doigts sont à l’origine d’une différence dans l’expression et même dans la chronologie de l’expression des gènes Hox. Les doigts ne sont pas homologues aux rayons dermiques et sont le fruits d’une morphogénèse distincte.