Phylogenèse du système nerveux (Complet) Flashcards
F.Ruthman
Phylogenèse du système nerveux
Étude de l’évolution du système nerveux (SN) et du cerveau à travers les différentes espèces au fil du temps.
Quel est le lien entre le SN et les comportements?
L’émergence des comportements n’est pas nécessairement dépendante d’un SN, mais un SN complexe est souvent associé à des comportements plus élaborés.
Quelles sont les espèces ayant un système nerveux?
-Hydres
-Annélides
-Vertébrés. (le SN présente une organisation similaire avec quelques différences.)
Quels sont les organismes sans SN mais réactifs?
-Paramécie, amibe
-Blob (Physarum polycephalum)
Paramécie, amibe
Réagissent aux contacts physiques et chimiques, mais sans anticipation.
Blob (Physarum polycephalum)
Organisme unicellulaire (ni champignon, ni animal, ni végétal).
Capable de se déplacer pour chercher de la nourriture.
Capacité d’apprentissage et de transmission d’informations (évite un obstacle, trouve un chemin dans un labyrinthe, peut transmettre ces acquis à un autre blob).
Amibes sociales
Se regroupent en structure organisée (limace ou tissu) pour améliorer la recherche de nourriture.
Plasticité cérébrale
Capacité du cerveau à se modifier avec l’expérience.
Quels sont les environnements influençant le développement ?
-In utero (vie fœtale).
-Péri-natal (juste après la naissance).
-Enfance, adolescence
Séquençage d’ADN
Analyse de l’évolution génétique des SN entre espèces.
qPCR (quantitative Polymerase Chain Reaction)
Technique pour quantifier l’expression des gènes liés au SN.
Bio-informatique
Comparaison des génomes et des protéines entre espèces.
Phylogenèse
Étude de l’évolution des espèces et de leurs structures biologiques au fil du temps.
Spongiaires (Métazoaires Simples)
Absence de système nerveux (SN)
Présence de cellules nerveuses non jointives (dispersées dans la mésoglée, espace gélatineux).
Pas de synapses, communication via ondes de calcium entraînant une contraction générale du corps.
Cnidaires (Eumétazoaires)
Anémone, hydre, méduse.
Système nerveux diffus organisé en réseau, cellules connectées mais sans concentration spécifique (pas de cerveau).
Synapses primitives : transmission dans les deux sens.
Apparition de cellules sensorielles (détection chimique, tactile) et de neurones moteurs (permettant les contractions et le déplacement).
Faible conduction de l’information.
Activités locomotrices, recherche de nourriture, protection.
Vers Ronds et Plats
Présence de ganglions cérébroïdes dans la tête, connectés à 2 chaînes nerveuses longitudinales.
Ganglion
Ensemble de neurones formant un centre de contrôle local.
Comment qualifie t’on un cerveau comme tel?
-Contrôle du corps entier, pas seulement des segments.
-Présence de zones fonctionnelles distinctes.
-Deux hémisphères.
-Organisation avec commissures et interneurones majoritaires.
-Circuits nerveux pluri-synaptiques plus nombreux que circuits monosynaptiques.
Annélides (Lombric, Sangsue)
SN organisé en segments (système nerveux en chorde à nœuds).
Spécialisation du SN (Annélides)
-Segmentation : chaque segment est quasi indépendant.
-Céphalisation : formation d’un cerveau dans la tête.
-Synapses polarisées : transmission unidirectionnelle via axone.
-Développement d’organes sensoriels sophistiqués (vision, odorat, proprioception).
Expérience de Yerkes (1912)
Un lombric peut apprendre un labyrinthe même après décapitation.
Expérience de Ratner & Miller (1959)
Un lombric décapité ne peut plus être conditionné.
Mollusques (Céphalopodes : Pieuvres, Calamars, Seiches)
SN très complexe, proche des vertébrés
Œil sophistiqué, sensibilité tactile élevée (ventouses, odorat).
Organisation du SN (Mollusques)
Masse cérébrale importante, protégée par du cartilage.
5 lobes cérébraux spécialisés (exemple: lobe antérieur pour la mémoire).
Axones géants sans myéline (transmission rapide).
Contrôle indépendant des ventouses via fibres nerveuses épaisses.
Quels sont les différents comportements des mollusques?
-Comportement social : espèces solitaires vs. en groupe (exemple: Octopolis = ville de poulpes).
-Comportement émotionnel : camouflage, peur, éjection d’encre.
-Communication et apprentissage avancé (mémoire épisodique, résolution de problèmes).
Arthropodes (Insectes, Araignées, Crustacés)
SN organisé en chaîne ganglionnaire ventrale.
Regroupements de segments et présence de ganglions cérébroïdes.
Œil composé (ommatidies).
Ocelles (détection jour/nuit).
Olfaction, toucher, audition (via vibrations).
Quels sont les différents comportements des arthropodes?
-Comportement social : colonies, organisation sociale (abeilles, fourmis, termites).
-Phénomène de construction collective : édifices communs, division du travail.
-Communication complexe : exemple: trophallaxie (transfert de nourriture), danse en 8 des abeilles.
Mésoglée
Couche gélatineuse entre les cellules des spongiaires.
Onde de calcium
Mécanisme de communication cellulaire dans les spongiaires.
Synapse primitive
Synapse transmettant l’information dans les deux sens (cnidaires)
Ganglion
Regroupement de neurones formant un centre de contrôle local.
Céphalisation
Spécialisation de la tête avec un centre nerveux important.
Synapse polarisée
Communication nerveuse unidirectionnelle via axone.
Axone géant
Axone de grande taille facilitant la transmission rapide du signal nerveux.
Mémoire épisodique
Capacité à se souvenir d’événements spécifiques dans le temps.
Ommatidie
Unité optique de l’œil composé des arthropodes.
Trophallaxie
Échange de nourriture entre individus d’une même colonie d’insectes.
Hyponeuriens
Système nerveux ventral (invertébrés).
Épineuriens
Chaîne nerveuse dorsale (vertébrés).
Chordés
Présence d’une notochorde et d’un tube nerveux dorsal.
Deutérostomiens
Le développement embryonnaire se fait de telle sorte que l’anus se forme avant la bouche.
Processus de Céphalisation
-Formation du crâne et de l’encéphale.
-Apparition de la moelle épinière, protégée par la colonne vertébrale.
-Le système nerveux est divisé en 5 vésicules : Prosencéphale (→ Télencéphale, Diencéphale) ; Mésencéphale ; Rhombencéphale (→ Métencéphale, Myélencéphale)
-Moelle épinière dorsale.
Corticalisation
Développement du cortex cérébral avec l’évolution.
Frontalisation
Développement du lobe frontal.
Quand est-ce que le cerveau devient mature?
Vers 18-20 ans chez l’humain.
Poissons
Caractéristiques du SN : Nerfs optiques directement liés au cerveau.
Comportements : Territorialité. ; Agressivité. ; Hiérarchie sociale (utilisation de fréquences électriques). ; Tromperie.
Amphibiens
Comportements : Territorialité. ; Construction de mares pour déposer les œufs (chez certaines espèces). ; Soins parentaux (pour certaines espèces).
Reptiles
Céphalisation plus marquée, cerveau plus complexe.
Organes sensoriels développés : olfaction, vision améliorées.
Comportements : Soins aux petits (certaines espèces). ; Stratégies de chasse (exemple : boa de Cuba).
Oiseaux
Système nerveux avancé, hémisphères cérébraux plus développés.
Comportements : Communication sociale et sonore. ; Soins aux petits (ex. couvaison, becquée). ; Construction de nids. ; Apprentissage et capacités cognitives élevées. ; Utilisation d’outils (exemple : récupération de nourriture avec des objets).
Mammifères
Comportements : Communication vocale, visuelle, gestuelle. ; Soins aux petits. ; Théorie de l’esprit (capacité d’imaginer la pensée d’un autre) → dauphins, éléphants
Indice de céphalisation
Rapport entre le volume du cerveau et la taille de l’organisme.
Gyrencéphalie
Cerveaux très plissés (plus de surface corticale, plus de cellules nerveuses).
Primates
Corticalisation avancée.
Frontalisation accrue.
Théorie de l’esprit
Capacité de comprendre que les autres ont des pensées et émotions propres.
