Régulation Hydrominérale 2 : Stratégies de régulation ionique et osmotique

Question 1

Les grands groupes animaux ont quelle origine?

Answer 1

L’océan.

Question 2

Lorsque ces animaux ont envahi l’eau douce, ils ont rencontré une réduction drastique de concentrations ioniques. Tous les animaux d’eau douce font de l’osmorégulation, mais comment est leur niveau osmotique comparativement à leur environnement?

Answer 2

Les animaux d’eau douce sont hyperosmotiques comparé à l’eau dans laquelle ils vivent.
(concentrations osmotiques supérieures à celle du milieu).

Question 3

Les animaux d’eau douce sont hyperosmotiques. Que ce passe-t-il avec l’eau et avec les ions dans ce type d’animaux.

Answer 3

1. Gagne constamment de l’eau par osmose.
2. Les ions (Na+ et Cl-) tendent à diffuser des fluides corporels vers l’eau.
   - Surtout par les branchies et la bouche.

Question 4

Les animaux d’eau douce sont hyperosmotiques, mais sont-ils plus ou moins “concentrés” que leurs espèces soeurs marines?

Answer 4

Ils sont plus “dilués”.

• Évolution de concentrations plus faibles des fluides corporels.
• Adaptation pour réduire les coûts énergétiques de la régulation osmotique?

Question 5

Décrire ce que font les branchies des poissons d’eau douce pour maintenir les concentrations ioniques et osmotiques?

Answer 5

• Recueillent le Na+, Ca+, Cl- et autres ions de l’eau contre des gradients électrochimiques.
• Transport actif effectué par les cellules riches en mitochondries car ce transport est coûteux en énergie.

Question 6

Qu’est ce qui à la capacité de balancer les gains osmotiques en eau des animaux d’eau douce?

Answer 6

C’est la production d’urine.

Qté d’eau qui entre par osmose = quantité qui quitte par urine

Question 7

Est ce que l’urine est hyper- ou hypo-osmotique comparé à leurs fluides corporels??

Answer 7

Hypoosmotiques pour ne pas perdre d’ions.

Question 8

Est ce que c’est plus difficile ou facile de vivre en milieu marin?

Answer 8

C’est plus “facile”.

Question 9

Pourquoi dit-on que c’est plus “facile” de vivre en milieu marin?

Answer 9

Le nombre d’espèces vivant en milieu marin est grandement supérieure à celle de l’eau douce.

Question 10

Quelle est la stratégie de régulation hydrique chez les invertébrés marins?

Answer 10

La plupart des invertébrés marins sont iso-osmotiques avec l’eau salée = osmoconformeurs.
MAIS ils peuvent varier dans leur composition ionique.

Question 11

Les différentes compositions ioniques chez les invertébrés marins sont maintenues par quels processus de régulation?

Answer 11

• Transport actif à partir de l’eau

- Régulation de la composition de l’urine.

Question 12

Décrire les caractéristiques des Myxines (vertébré marin primitif sans mâchoire).

Answer 12

• Osmoconformeur
• Composition ionique comme celle des invertébrés
• Les seuls vertébrés à n’avoir jamais quitté le milieu marin…

Question 13

Décrire les caractéristiques des Poissons osseux (téléostéens).

Answer 13

• Pression osmotique du plasma des poissons marins = 300-500 mOsm.
• Rappel : pression des poissons d’eau douce = 250-350 mOsm.
• La différence d’osmolarité avec le milieu est deux fois plus grande pour les poissons marins.

Question 14

Pourquoi est ce que l’osmolarité des poissons osseux est si différente aux autres poissons marins?

Answer 14

• Car ils auraient probablement envahis l’eau douce et ont ensuite ré-envahi l’eau salée.
• Les poissons marins modernes ont donc des ancêtres d’eau douce.
• Ça explique leur pression osmotique beaucoup plus basse que le milieu marin.
• Ils sont donc dans un environnement déshydratant pour eux.

Question 15

Comment les poissons marins évitent les excès d’ions?

Answer 15

Avec leurs branchies qui rejettent le Na+ et le Cl- du corps vers l’eau contre les gradients électrochimiques.

Question 16

Est ce que l’eau salée permet d’obtenir de l’H2O? Expliquer!

Answer 16

• L’eau salée qui est bue n’est pas toujours une source nette d’eau (H2O)
• Ça dépend de si l’animal peut éliminer les sels de l’eau salée en utilisant moins de H2O que l’eau qui a été ingérée avec les sels.

Question 17

Comment est ce que les poissons téléostéens marins font-ils pour remplacer les pertes par osmose?

Answer 17

Ils vont boire de l’eau.

Question 18

Comment est ce qu’un téléostéen marin fait-il pour remplacer les pertes par osmose en buvant de l’eau?

Answer 18

• Boire de l’eau amène un apport d’ions Na+ et Cl- qui ne peut être évité car les ions sont pris par l’intestin vers les fluides corporels pour attirer l’eau vers ces fluides.
• Au final 50 à 85% de l’H2O ingérée est absorbée mais 97% des ions le sont.

Question 19

Quelle est une autre approche pour excrétér le sel bu et mangé?

Answer 19

• Plusieurs reptiles et oiseaux ont une GLANDE À SEL qui aide à la balance d’eau et d’ions.
• Excrète les solutions hyperosmotiques de Na+ et de Cl-.
• Pas besoin d’accès à l’eau douce (c’est aussi pratique dans le désert).

Question 20

Si un oiseau et un humain sont dans le milieu marin, que ce passe-t-il dans les deux cas si ils veulent excréter le surplus de sel?

Answer 20

• oiseaux : ils ont une glande à sel et aussi font une urine hyper-concentrée.
• humains : on rejette énormément d’eau pour se débarrasser de l’excédent de sel, car les reins peuvent seulement excréter 2% de sel à la fois.

Question 21

Où se trouve la glande à sel chez les oiseaux?

Answer 21

Dans une dépression à la base du bec.

Question 22

Par où passent les sécrétions de la glande à sel chez les oiseaux?

Answer 22

• Dans un canal jusqu’à la narine.

Question 23

Les sécrétions de la glande à sel peuvent être combien de fois plus concentrées que le plasma chez les oiseaux?

Answer 23

jusqu’à 3x.
(hyperosmotique par rapport au plasma).
DONC: 30 ml d’eau de mer bu - 10 ml d’eau pour excréter les sels = 20 ml d’eau pure pour s’hydrater. = EFFICACE!

Question 24

Comment est ce que la glande à sel fonctionne?

(Note par rapport : le sel peut précipiter sur la tête de l’animal aussi. ex. iguanes) :-P

Answer 24

Transport actif similaire aux branchies des poissons et au rein. :

• Les sécrétions hypersalines se forment dans des tubules sécréteurs qui sont arrangés en loves qui se vident dans les canaux récolteurs.
• Le flux sanguin dans le capillaire adjacent est dans le sens contraire («contre-courant») de la sécrétion du tubule.
• La sécrétion devient plus concentrée à mesure qu’elle va vers la sortir du tubule.

Question 25

La glande à sel varie en activité : si un oiseau migre dans un milieu d’eau salé à partir d’un milieu d’eau douce. Quelle sont les variations de la glande à sel?

Answer 25

• Augmentation de la taille des glandes à sel.
• Mailleure capacité de concentration des sels.
• Augmentation des taux de sécrétion.
  NOTE: changements = réversibles.

Question 26

La glande à sel peut varier selon pleins de facteurs, donc ces changements sont réversibles. On dit alors que la glande à sel est une acclimatation ET une adaptation en même temps. Faire la différence entre ces deux termes dans cette situation.

Answer 26

• Adaptation : Le fait d’avoir une glande à sel qui fonctionne est une adaptation..
• Acclimatation : le fait que la glande à sel peut changer d’énergie, de taille, etc. selon le milieu et selon le cycle de vie de l’animal est une acclimatation.

Question 27

L’urine de quel groupe d’animaux est la plus concentrée des vertébrés?

Answer 27

L’urine des mammifères. (en général).

Question 28

Pourquoi est ce que l’urine des mammifères est-elle la plus concentrée des vertébrés?

Answer 28

• Liée à l’anatomie du rein : anse de Henle…
• Important en milieu terrestre
• Important en milieu marin?

Question 29

On dit que l’urine des mammifères est la plus concentrée des vertébrés. Mais chez les mammifères marins, comment est leur urine et pourquoi?

Answer 29

Elle est concentrée, mais pas vraiment plus qu’un autre mammifère.
- Car sa diète est composée de poissons osseux (et cette proie à déjà tout fait le travail d’excrétion des sels pour eux.)

Question 30

En ce qui concerne les mammifères marins qui se nourrissent d’invertébrés marins, qu’est ce qui explique que leur urine n’est pas plus concentrée que les autres mammifères?

Answer 30

Ce n’est pas bien compris… :S
Mais il a été suggéré que les baleines ne boivent (presque) jamais d’eau, mais au lieu utilisent beaucoup l’eau métaboliques pour s’hydrater!

Question 31

La transition des vertébrés vers la vie terrestre s’est fait il y a “seulement” X millions d’années. Que représente X?

Answer 31

360 Ma.

Question 32

Quel était le principal avantage de devenir un animal terrestre (V’la 360 Ma)?

Answer 32

La terre et les plantes qui l’habitent représentait une formidable ressource écologique à utiliser.

Question 33

Quel est le principal désavantage de devenir un animal terrestre?

Answer 33

Le manque d’eau :
Les contraintes placées sur les animaux qui ont envahi ce milieu étaient immenses : force de gravité et dessiccation assurée…

Question 34

Le plus gros problème chez les animaux terrestres c’est le manque d’eau : quelles sont les 2 types d’adaptations pour contrer cette problématique?

Answer 34

1. Prévenir les pertes

2. Obtenir plus d’eau

Question 35

Quelles sont les 3 stratégies pour minimiser les pertes d’eau?

Answer 35

1. Modifier la perméabilité des téguments (évaporation cutanée et par la respiration)
2. Modifier l’urine
3. Fuir les conditions de stress hydrique (estivation et dormance)

Question 36

Quelles sont les stratégies pour obtenir plus d’eau?

Answer 36

• Eau métabolique
• Comportement
• Boire et manger
• Eau libre et à la surface du corps.

Question 37

Quel est le mode principal de perte d’eau chez les animaux terrestres?

Answer 37

L’évaporation.

Question 38

Les animaux avec la plus haute perméabilité sont les vers de terre, les limaces, les escargots, les amphibiens, etc. (bref, les animaux humides). Parfois, leur taux d’évaporation à travers les téguments de ces animaux est égale à quoi?

Answer 38

Au taux d’évaporation d’eau mise dans une soucoupe avec la même surface.

Question 39

Quelle est la caractéristique des animaux xériques en ce qui conserve la perméabilité de leur téguments?

Answer 39

Les animaux sériques ont une basse perméabilité! (pour survivre dans les environnements où l’évaporation est élevée).

Question 40

Qu’est ce qui fait varier la perméabilité des animaux?

Answer 40

• La couche mince de lipide que l’on retrouve dans la stratus corneum des vertébrés tétrapodes amniotes (reptiles, oiseaux et mammifères).
• La cire qui recouvre la cuticule des insectes.

Question 41

Il y a aussi de l’évaporation par la respiration. Décrire les caractéristiques des animaux qui ont de l’évaporation par la respiration.

Answer 41

• Certains animaux humidiques ont des surfaces respiratoires directement exposées à l’air.
• Une partie ou la totalité de leurs échanges gazeux se font par cette surface.
• Avantageux pour échanges gazeux, mais pas pour sauvegarder l’eau.

Question 42

Quelle est la solution au problème d’évaporation par la peau avec la respiration?

Answer 42

• Évolution indépendante d’organes respiratoires invaginés chez 3 groupes distincts qui utilisent les habitats terrestres.
• Permet l’imperméabilité du tégument et le contrôle des échanges gazeux.

Question 43

Quels sont les 3 groupes distincts qui utilisent les habitats terrestres qui ont évolués de façon indépendante des organes respiratoires internes (et nommez les!!) pour contrer le problème de l’évaporation par la peau avec la respiration?

Answer 43

• Vertébrés : poumons
• Insectes : système de trachée.
• Mollusques (escargots) : cavité du manteau «poumon».

Question 44

Quel est l’avantage d’avoir un système respiratoire invaginé?

Answer 44

L’accès de l’air à la membrane respiratoire humide peut être contrôlé : limité aux niveaux requis pour l’échange de O2 et CO2.

Question 45

Qu’est ce que les reptiles, les oiseaux et les mammifères font avec leur système respiratoire invaginé?

Answer 45

Ils contrôlent l’accès de l’air à leur poumon et régulant leur mouvements respiratoire.

Question 46

Qu’est ce que les insectes font avec leur système respiratoire invaginé?

Answer 46

Ils ouvrent et ferment les stigmates de leur système trachéen.

Question 47

Je n’ai pas fait de question de la diapositive 41, je ne savais pas quoi dire…

Answer 47

Désolée.
Aller voir!
C’est sur la convergence.

Question 48

Décrire ce qui se passe lors de l’inspiration chez les animaux qui maintiennent une haute température corporelle?

Answer 48

• L’air passe par le conduit respiratoire vers les poumons.
• L’air se réchauffe en captant la chaleur des tissus proches qui eux se refroidissent.
• L’air capte aussi l’humidité de ces tissus
• Dans les alvéoles l’air est donc à la température du corps et saturé en humidité.

Question 49

Pourquoi est ce que l’air capte l’humidité des tissus lors de la respiration?

Answer 49

Quand l’air est saturé de vapeur d’eau, son contenu en eau par unité de volume dépend de la température. Donc plus l’air est chaud, plus il peut contenir d’eau.

Question 50

Que ce passe t-il si l’air est expiré sans aucune modification?

Answer 50

Il fera sortir toute l’eau du corps de l’animal.

Question 51

Quel est le mécanisme pour contrer la perte d’eau par expiration?

Answer 51

• Refroidir l’air expirée par un mécanisme de contre courant dans les naseaux.

Question 52

Quelle est la relation entre l’air inspirée/expirée et les tissus?

Answer 52

• En entrant, l’air refroidi les tissus en prenant leur eau.
• En ressortant, l’air se refroidi au contact des tissus et redonne de l’eau à ces tissus secs (l’épithélium du conduit respiratoire) car sa pression de vapeur diminue quand sa température baisse.

Question 53

Quelle est la structure particulière du système respiratoire pour les animaux qui vont être efficaces à conserver l’eau lors de la respiraiton?

Answer 53

Structures particulières dans le museau qui augmentent la surface de contact avec l’air.

Question 54

Quel est le taux de perte d’eau par la respiration et le métabolisme? (décrire de façon qualitative la relation = on ne veut pas de chiffres lah-lah)

Answer 54

Plus un animal doit obtenir d’O2 en respirant, plus il risque de perdre de l’eau par évaporation. Car la consommation d’O2 est contrôlée par le métabolisme.

Question 55

Quelles sont les deux façons de minimiser les pertes d’eau par l’urine?

Answer 55

1. Concentrer l’urine

2. Diminuer la quantité de solutés dans l’urine.

Question 56

Quels sont les groupes d’animaux qui peuvent concentrer l’urine et quels ne le peuvent pas?

Answer 56

• Reptiles ne peuvent pas.

- Insectes, Oiseaux et Mammifères peuvent le faire. (Évolution indépendante du même trait).

Question 57

Quelle est la relation entre la concentration maximale de l’urine et la masse corporelle (chez les mammifèrs)?

Answer 57

La concentration maximale de l’urine DIMINUE avec la masse corporelle (chez mammifères).

Question 58

Pour plusieurs animaux avec la même masse mais qui habitent dans des environnements et avec une diète différente, que ce passe-t-il avec leur urine?

Answer 58

Selon une masse donnée, la concentration de l’urine varie selon l’environnement et la diète.

Question 59

Pour réduire les pertes d’eau certains animaux peuvent diminuer la quantité de solutés dans l’urine (réduire qté de matière dissoute). Quel est le soluté principal et de où provient-il?

Answer 59

Les animaux terrestres excrètent dans l’urine les déchets azotés provenant du catabolisme des protéines.

Question 60

Quel est l’avantage d’excréter ses déchets azotés sans utiliser d’eau?

Answer 60

L’animal (Uricotèles) diminue ses pertes d’eau, duhhh…

Question 61

Donner 3 exemples d’animaux qui fuient les conditions déshydratantes?

Answer 61

1. Les animaux terrestres entrent parfois en dormance «estivation».
2. Arrêt total d’activité : enfouissement des amphibiens, formation d’un cocon, fermeture des escargots.
3. Réduction du taux métabolique à <10% du taux basal d’un animal actif.

Question 62

Quels sont les 3 avantages de baisser le métabolisme?

Answer 62

• Peut vivre sur des réserves de lipides ou autre pour une longue période dans son microenvironnement protecteur.
• Demande en O2 réduite = perte par évaporation durant la respiration plus faible.
• Les déchets métaboliques sont produits à un taux aussi ralenti.

Question 63

Comment est ce que l’escargot comestible fait-il son estivation?

Answer 63

• Diminue sa consommation d’O2 à 30% de la normale.
• Bloque l’entrée de sa coquille avec du mucus.
• Si on l’arrose, peut se réveiller en 10 à 15 minutes.