Systèmes respiratoires Flashcards
Quel propriétés physiques de l’air font en sorte qu’il est plus facile d’extraire l’O2 de l’air que de l’eau?
- L’air à une concentration d’O2 30 fois plus grande que celle de l’eau
- L’eau est 800 fois plus dense que l’air
- L’eau est 50 fois plus visqueuse que l’air
Pourquoi la PCO2 artérielle est beaucoup (~20 fois) plus élevée chez les animaux respirant dans l’air que chez ceux respirant dans l’eau?
Un organisme aquatique va devoir ventiler beaucoup plus qu’un organisme terrestre pour obtenir de l’oxygène. Il va donc se débarrasser plus régulièrement du CO2 qu’un organisme terrestre.
Pourquoi les branchies sont-ils externes chez des formes de vie plus “primitives” comme les Invertébrés et très rarement chez les Vertébrés?
- Les branchies externes sont très peu protégées. En ayant des branchies internes, elles et les capillaires sanguins dans les branchies deviennent beaucoup mieux protégés.
- Dans une cavité, on peut créer un mouvement d’eau important, améliorant la récupération d’oxygène.
Distinguez entre les différentes structures spécialisées dans le mouvement du medium aqueux des taxons vus dans le cours.
Mollusques: mouvements cilliaires (Gastéropodes et Bivalves) et contractions musculaires (Céphalopodes):
-Mouvements du médium aqueux à travers les branchies
-Ventilation unidirectionelle
-Flux sanguin à contrecourant.
Crustacés: Appendices modifiés dans la cavité branchiale pour la ventilation (Crabes, Crevettes, Homard, Écrevisse)
-Scaphognathite (structure avec un muscle qui peut se contracter)
-Plaques branchiales (Protection des branchies, surtout chez les branchies en forme de livres chez les crabes).
Échinodermes: Pieds tubulaires, papules respiratoires, invaginations corporelles (poumons, cas des concombres de mer), madreporites.
Agnathes (myxine et lamproie): Contractions musculaires d’une structure ciliée (= velum)
Élasmobranches et Téléostéens: Pompe buccale (Élasmo) ou bucco-operculaire (Téléo)
Quelle est la particularité du mode de ventilation des lamproies?
Elles vont changer de mode de ventilation.
- Hors de leur période de nourissage, elles vont avoir une respiration similaire à la myxine avec une ventilation unidirectionnelle (bouche > ouvertures branchiales).
- Quand elles sont attachées à un organisme lors du nourissage, elles vont avoir une ventilation bidirectionnelle (ouvertures branchiales).
Décrivez les 4 étapes du cycle de ventilation des Téléostéens, en décrivant comment la pression buccale et la pression branchiale vont changer en relation à la pression du milieu.
- La bouche ouvre, la valve operculaire ferme. L’eau entre dans la cavité buccale. Les cavités buccales et operculaires augmentent en volume. P milieu > P buccale > P branchiale.
- La bouche ferme, la valve operculaire reste fermée. La cavité buccale est compréssée, la cavité operculaire reste “expanded”. P buccale > P branchiale.
- La bouche reste fermée, la valve operculaire ouvre. L’eau sort par les ouvertures branchiales. La cavité buccale reste comprimée, la cavité operculaire comprime. P buccale > P branchiale > P milieu.
- La bouche ouvre, la valve operculaire reste ouverte. L’eau entre dans la cavité buccale. La cavité buccale augmente en volume, la cavité operculaire reste comprimé. P branchiale > P milieu > P milieu.
Distinguez entre les systèmes spécialisées des différents taxons des arthropodes terrestres.
Crustacés: Branchies rigides (“poumons” en lamelles), cavité branchiale hautement vascularisée, scaphognathite.
Chélicérates (Araignées): 4 poumons en feuillets (10-100 lamelles), système trachéale (O2 diffuse dans les trachées puis se dissout dans le fluide interstitiel.)
Isopodes terrestres (Cloportes): Branchie à deux faces (une mince pour les échanges gazeux, une chitineuse et épaisse pour le support), pseudotrachea.
Insectes: Système trachéale.
Pourquoi est-ce les inscetes sont-ils limités à être petit en taille?
Les insectes sont limités par leur taille de muscles à cause de leur respiration. S’il y avait un gros insecte, son trachée serait comprimé par ses muscles à chaque foi qu’ils les utiliseraient.
Décrivez les 3 modes de ventilation chez les inscetes.
- Changement de volume abdominale ou thoracique
- Ventilation active du système trachéal
- Échanges gazeux discontinus (Fermeture des stigmates). Ventilation en 3 phases:
I: Les stigmates sont fermés. L’O2 consommé devient du CO2 et puis du HCO3-. Diminution de PO2 et Ptrachéale totale.
II: Les stigmates ouvrent partiellement (fluttering). Pression faible trachéale favorise le flux d’O2. Augmentation et diminution constante de PO2 et Ptt dépendant de s’ils sont ouverts ou fermés.
III: Les stigmates ouvrent totalement en réponse à l’accumulation de HCO3- et de pression de CO2. Augmentation de PO2 et Ptt au maximum. CO2 rapidement relâché vers l’extérieur.
Décrivez différentes méthodes par lesquelles un insecte aquatique peut respirer de l’air.
- Provision d’air accumulé
- Siphon respiratoire
- Plastron constitué de soie hydrofuges
Qu’est-ce qu’il y a de particulier dans la stratégie respiratoire des amphibiens?
Ils euvent avoir différentes stratégies respiratoires (cutanées, pulmonaires ou branchiale) durant différents stades de vie.
Décrivez le cycle de respiration pulmonaire chez les amphibiens.
- Les nares ouvrent. L’air rentre dans la cavité buccale.
- Le glottis ouvre et la compression de la cage thoracique réduit le volume des poumons. L’air est forcée hors des poumons et sort par les nares.
- Les nares ferment. L’air est poussé dans les poumons.
- Le glottis ferme. L’échange des gaz se produit dans les poumons.
NOTE: dans certaines espèces, les étapes 1 et 2 sont inversés.
Qu’est-ce qu’il y a de particulier au niveau de la vascularisation des poumons des reptiles?
Le poumon est seulement partiellement vascularisé. La partie antérieure va être hautement vascularisée et va être rouge vif. Elle va faire les échanges de gaz dans les poumons. La partie postérieure va être transparente et peu vascularisée. Elle va plutôt avoir un rôle de soufflage.
Décrivez les étapes de la respiration chez les reptiles.
Inspiration: Le volume de la cavité thoracique augmente, et la pression pulmonaire baisse. L’air va entrer dans les poumons.
Expiration: Le volume de la cavité thoracique diminue et la pression pulmoaire augmente. L’air va être explusé des poumons.
Pourquoi l’apparition de la pompe aspirante chez les Reptiles est-elle considérée comme une grande étape évolutive?
Parce qu’elle permet de séparer la cavité thoracique et la cavité abdominale. Les muscles respiratoires et les muscles digestifs sont donc indépendants l’un de l’autre.
