Acquisition de l'énergie Flashcards by Isa A

Acquisitions & Utilisations de l’énergie

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

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

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Rôles de l’alimentation et la digestion

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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Microphagie suspensivore

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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Suspensivores coloniaux: cas des Spongiaires

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

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Cas des Mollusques Bivalves - Microphagie suspensivore

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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Cas des Vertébrés - Microphagie suspensivore

 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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Alimentation liquide

Mode d’alimentation qui consiste à ingérer des liquides nutritifs

3 différentes stratégies:

Percement & Succion
Incision & Léchage
Succion

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Percement & Succion

Ex: Moustique, Sangsue

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Incision & Léchage

• 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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Succion

• 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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Macrophagie

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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Cas des Mollusques - Macrophagie

Ex:

Radula
Bec des céphalopodes

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Autres cas d’Invertébrés - Macrophagie

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

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Cas des Mammifères - Macrophagie

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

Dents non différenciées = peu spécialisées

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Cas des Oiseaux - Macrophagie

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

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Toxines : Attaques & Défenses chimiques

Study These Flashcards

• « 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

Classification fonctionnelle des modèles digestifs principaux

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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

Modèle idéal de réacteur à flux continu brassé
> La composition stable ne change pas au cours du temps
Ex: Estomac de ruminant
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

Spécialisation des sections du tractus digestif

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

Digestion extracellulaire vs. intracellulaire

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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 >

Absorption des nutriments au sein du milieu hôte –

Forme libre

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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

Parasitisme

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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

Exemple de la grande douve du foie

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

Symbiose

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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)

Les organismes photosynthétiques – Symbiose

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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

Cas des Zooxanthelles (Dinoflagellés symbiotiques)

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

Les organismes chimioautotrophes – Symbiose

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 ```

Les organismes chimioautotrophes – Mécanisme

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

Les symbiotes du tube digestif

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)

Digestion de la cellulose par les Ruminants

- 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

Fermentations & Actions enzymatiques des Ruminants

 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

Symbioses chez les fermenteurs intestinaux

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

Coûts & Bénéfices de la symbiose

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

Acquisition de l'énergie Flashcards

(32 cards)