Transport des nutriments et respiration branchiale chez les animaux

Résumé

Ce document explique comment les animaux transportent les nutriments et les gaz grâce au système circulatoire, en distinguant les fluides de transport, les vaisseaux sanguins et le cœur. Il présente aussi les modèles de circulation ouvert et fermé. Il se termine par la respiration branchiale, son fonctionnement et les différents types de branchies et de ventilation.

Points clés

Chez les animaux simples (spongiaires, cœlentérés, certains vers plats), il n'existe pas de système circulatoire : les nutriments passent d'une cellule à l'autre par diffusion ou transport actif.
Les fluides de transport sont l'hydrolymphe (échinodermes), l'hémolymphe (invertébrés), le sang (vertébrés et annélides) et la lymphe (vertébrés uniquement).
Les artères sont épaisses et élastiques et éloignent le sang du cœur ; les veines sont plus minces et le ramènent au cœur ; les capillaires ont une paroi formée d'un seul tissu endothélial.
Le système ouvert fait baigner directement les tissus par le liquide (mollusques, arthropodes) ; le système fermé garde le liquide dans les vaisseaux (vertébrés, annélides).
La respiration branchiale est très efficace en milieu aquatique, où l'oxygène est rare.
Les branchies peuvent être laminaires (crabe), filamenteuses (poisson) ou en forme d'arbre (mollusques), et internes ou externes.

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Transport des nutriments chez les animaux

Chez les animaux moins complexes, tels que les spongiaires, les cœlentérés et certains vers plats, il n'y a pas de système circulatoire. Les nutriments sont transportés d'une cellule à une autre par diffusion ou par transport actif. Chez les animaux complexes, le système circulatoire existe et se compose de : fluides de transport, vaisseaux sanguins et cœur.

Le transport des fluides

Le fluide de transport est considéré comme un tissu conjonctif composé d'eau, de minéraux, de protéines, de cellules et de différents pigments. Il existe plusieurs types de liquides :

Hydrolymphe : Présente chez les échinodermes, elle n'a pas la capacité de transporter des gaz (absence de pigments respiratoires).
Hémolymphe : C'est le fluide de transport chez les invertébrés. Chez les mollusques et les arthropodes, elle contient de l'hémocyanine (pigment qui transporte l'oxygène).
Sang : Présent chez les vertébrés et les annélides. Le plasma contient de nombreux types cellulaires (lymphocytes, globules rouges). Il possède des plaquettes et des globules rouges qui, grâce à l'hémoglobine, peuvent transporter des gaz. Les annélides possèdent, en plus de l'hémoglobine, de la chlorocruorine et de l'hémoérythrine.
Lymphe : Présente uniquement chez les vertébrés. Elle transporte les graisses et les cellules de défense.

Les vaisseaux sanguins

Ce sont des tubes qui forment le système vasculaire le long duquel s'effectue le transport des fluides. On distingue différents types de vaisseaux sanguins :

Artères : Elles sont épaisses et élastiques, ce qui permet au sang de sortir du cœur.
Veines : Elles sont plus minces et plus flasques, et elles ramènent le sang vers le cœur.
Capillaires : Ce sont les plus petits vaisseaux et leurs parois sont formées par un seul tissu endothélial.

Le cœur

Le cœur est l'organe responsable de la propulsion des fluides de transport par le biais de mouvements de contraction. Il existe plusieurs types :

Tubulaires : Ainsi nommés en raison de leur forme en tube.
Accessoires : Utilisés pour accélérer la circulation dans certaines zones.
Cloisonnés : Ils possèdent des chambres : les oreillettes, où le sang pénètre, et les ventricules, d'où le sang sort.

Modèles de systèmes circulatoires

Selon la structure du réseau de vaisseaux, on distingue :

Système ouvert : Dans ce système, le liquide de transport s'écoule des vaisseaux et baigne directement les tissus. C'est typique des mollusques et des arthropodes.
Système fermé : Le liquide ne quitte jamais les vaisseaux, à l'exception du plasma qui fait partie des fluides de transport. C'est caractéristique des vertébrés et des annélides.

Chez les invertébrés comme les escargots, on trouve un système circulatoire ouvert avec un cœur cloisonné et des branchies. Les arthropodes possèdent un cœur tubulaire ouvert. Les annélides disposent d'un système circulatoire fermé avec des vaisseaux contractiles.

La respiration branchiale (T.12)

La respiration branchiale est très efficace en milieu aquatique, où l'oxygène est rare. Elle est typique de certains annélides, des mollusques aquatiques, des crustacés, des poissons, des amphibiens et des larves d'insectes.

Les branchies

Ce sont des extensions de la surface du corps, très vascularisées. Elles peuvent être laminaires (crabe), filamenteuses (poisson) ou en forme d'arbre (mollusques).

Position des branchies

Elles peuvent être internes ou externes. Les branchies externes sont plus vulnérables aux blessures et sont typiques des annélides marins, de certains crustacés, des insectes et des larves d'amphibiens. Les branchies internes sont typiques des mollusques, des crustacés et des poissons.

Ventilation des branchies

Crustacés : La majorité sont ventilées par le mouvement de leurs pattes.
Mollusques lamellibranches : Mouvement des cils qui tapissent les branchies.
Mollusques céphalopodes : Contractions du manteau.
Poissons cartilagineux : Mouvements continus du corps.
Poissons osseux : L'opercule protège les branchies et son mouvement aide l'eau à traverser les fentes branchiales.

Questions fréquentes

Quels sont les différents types de fluides de transport chez les animaux ?

On distingue l'hydrolymphe (échinodermes), l'hémolymphe (invertébrés), le sang (vertébrés et annélides) et la lymphe (vertébrés). Seuls certains d'entre eux, comme l'hémolymphe et le sang, peuvent transporter des gaz grâce à leurs pigments respiratoires.

Quelle est la différence entre un système circulatoire ouvert et fermé ?

Dans un système ouvert, le liquide quitte les vaisseaux et baigne directement les tissus, comme chez les mollusques et les arthropodes. Dans un système fermé, le liquide reste dans les vaisseaux, comme chez les vertébrés et les annélides.

Comment les crustacés et les poissons ventilent-ils leurs branchies ?

La majorité des crustacés sont ventilés par le mouvement de leurs pattes. Chez les poissons osseux, l'opercule protège les branchies et son mouvement fait passer l'eau à travers les fentes branchiales ; chez les poissons cartilagineux, ce sont les mouvements continus du corps qui assurent la ventilation.