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La biodiversité des Vertébrés Partie 2 : Oiseaux et Mammifères Sébastien Dugravot bât 25 – 4 ème étage http://perso.univ-rennes1.fr/sebastien.dugravot [email protected]

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La biodiversité des VertébrésPartie 2 : Oiseaux et Mammifères

Sébastien Dugravot bât 25 – 4ème étage

http://perso.univ-rennes1.fr/[email protected]

La biodiversité des VertébrésPartie 2 – 1 : les Oiseaux

Classification générale

Ancêtres crocodiliens du Jurassique : les Dinosauriens Saurischiensthéropodes (200 Ma)

Groupe monophylétique

Chéloniens

Squamates

Crocodiliens

Mammifères

TétrapodesSauropsidés

Diapsides

Archosauriens

SphénodonLépidosauriens

Amphibiens

Poissons

Chéloniens

Squamates

Crocodiliens

Mammifères

Tétrapodes

Amniotes

Sauropsidés

Diapsides

Archosauriens

Sphénodon

Oiseaux

Lépidosauriens

(Liss)amphibiens

Poissons

Cl. des Aves : Sous Classe des Archéornithes (Fossiles)

Ont tous disparus (fossiles)

Le plus connu : Archeopteryx (150 Ma)

Intermédiaires entre les « reptiles »et les oiseaux :

• Squelette avec une longue queue

• Mâchoires avec des dents• Présence de plume

9700 sp. connues

Apparus entre 90 et 60mA

Ils ont gardé des caractères reptiliens :• Oeuf amniotique• Écailles épidermiques • Cloaque• Urine très concentrée• 4 doigts

Ils ont des caractères nouveaux :

• Queue courte : le pygostyle

• Bec corné sans dents

• Plumes

Cl. des Aves : Sous Classe des Néornithes

Morphologie / Anatomie Générale

Répondre à la contrainte qu’est le vol !

Morphologie / Anatomie Générale : les plumes

Rachis

Barbe

Barbule

Différents types de plumes pour différentes fonctions

Les pennes+ les plumes de couverture

Les plumes de duvet

Morphologie / Anatomie Générale : les plumes

La couleur des plumes à différentes origines :

- Couleur pigmentaire : noir, brun, jaune, rouge� soit synthétisée soit issue de l’alimentation (cas du flamant rose)

- Couleur structurale : bleu� causée par phénomène optique : diffraction de la lumière sur des particules

- Irisation : métallique � structure du réseau de barbules reflète les rayons lumineux : selon l'angle la plume ne présente pas le même ton de couleur

Entretien des plumes :

- Lissage avec le bec pour remplacer les barbules- graissage- lavage - épouillage

+ Mue

Morphologie / Anatomie Générale : les plumes

1/ Le vol

Exige très grosses dépenses métaboliques � adaptations morpho/anatomiques

Morphologie / Anatomie Générale : les plumes

2/ Un isolant thermique : homologues aux écailles de kératine des reptiles

� Régulation de la température = les premiers homéothermes :maintien d’une température corporelle à 40°C (pas d’hibernation chez les oiseaux !!)

Des plumes plus ou moins courtes / plus ou moins denses en fonction du mode de vie

Cas des oiseaux plongeurs

Morphologie / Anatomie Générale : les plumes

3/ Un rôle de camouflage

Cas des oiseaux mimétiques : Pour vivre vieux, vivons cachés !

Morphologie / Anatomie Générale : les plumes

4/ Un rôle de communication sociale

Utilisation de plumes ornementales pour la parade sexuelle� Dimorphisme sexuel

Morphologie / Anatomie Générale : les plumes

Différentes plumes pour différentes fonctions:

Protection thermique (duvet): homéothermieLocomotion (rémiges et rectrices): volAlimentation (vibrisses): prise insectes volantsCouverture (tectrices): camouflage, parade nuptiale, protection

Pour résumer !

Morphologie / Anatomie Générale : Réponses aux contraintes liées au vol

1/ Augmenter l'efficacité du système respiratoire

Poumons : ne sont pas des sacs aveugles mais conduits dans lesquels l'air circule à sens unique

• Pas d'alvéoles, mais parabronches• Ventilation assurée par sacs aériens à l'avant et àl'arrière des poumons � agissent à la manière de pompes• Présence de valves empêche l'air de revenir vers l'arrière � circulation unidirectionnelle

Système respiratoire des oiseaux considéré comme le plus perfectionné et le plus efficace du règne animal

TrachéeSac aérien antérieur

Poumons

Sac aérien postérieur

2/ Modification squelettique : un squelette léger

Disparition de la moelle � os creux

L’allègement du squelette permet de réduire les dépenses métaboliques inutiles

Morphologie / Anatomie Générale : Réponses aux contraintes liées au vol

2/ Modification squelettique : un squelette rigide � résister aux forces rentrant en jeu lors du vol

Vertèbres du cou

Fusion des vertèbres

Sternum élargi

Cage thoracique robuste

• Colonne vertébrale renforcée par la fusion de plusieurs vertèbres, région caudale et ceinture pelvienne.

• Ceinture pelvienne fusionnée� solidifier les points d'ancrage des muscles de la queue.

• Cage thoracique renforcée� éviter d'être écrasée par les muscles alaires.

• Côtes fusionnées et sternum hypertrophié � permettre un solide point d'ancrage pour les muscles alaires

Morphologie / Anatomie Générale : Réponses aux contraintes liées au vol

3/ Augmenter l'efficacité du système cardio-vasculaire� maintenir un métabolisme élevé

Coeur = 4 chambres séparées (comme chez les crocodiliens) � empêche le mélange entre le sang veineux (va de l’organe au cœur) et artériel (va du cœur à l’organe)

du corps des poumons

vers le corpsvers les poumons

Morphologie / Anatomie Générale : Réponses aux contraintes liées au vol

des régimes alimentaires variés !

• Phytophages- Folivores- Granivores - Nectarivores- Suceurs de sève

• Insectivores/invertivores• Carnivores• Charognards• Piscivores

Les phytophages folivores

Exemple des Ansérines : d’infatigables brouteurs

Doivent se nourrir très fréquemment et se débarrasser rapidement des déchets

Les graines = des aliments très nutritifs mais souvent protégéespar de véritables armures

Chez les oiseaux, seul le bec corné pourra être utilisé pour faire face aux protections mises en place par les plantes

Bec corné fait de kératine se laisse facilement façonner par les pressions évolutives

Les phytophages granivores

Exemple des Fringillidés

Les phytophages granivores

bec de forme conique, ni court ni long � pinces convenables pour ramasser des graines + saisir des insectes ou des baies

Exemple des Fringillidés

Les phytophages granivores

Bec + puissant � casse des graines + résistante

Exemple des Fringillidés

Les phytophages granivores

Bec avec protubérances + muscle très puissant � casse les noyaux de

cerise

Exemple des Fringillidés

Les phytophages granivores

Bec long et mince � consomme les graines de chardon

Exemple des Fringillidés

Les phytophages granivores

Mandibules croisées � décortique cônes de pin

Exemple des Fringillidés

Les phytophages granivores

Bec court et conique � décortique les bourgeons

Exemple des Fringillidés

Les phytophages granivores

Un bec adapté à la morphologie de la fleur hôte illustrant unmutualisme plante - oiseau

Les phytophages nectarivores

Les insectes : ressource très importante pour les oiseaux

Insectivore = régime rencontré dans de très nombreuses familles

Le bec long et fin des Sylviidés typique des insectivores

Les insectivores

Exemple des Hirundinidés et des Apodidés :Des chasseurs de haut vol

Poursuite des proies Vs les happer au hasard

Les insectivores

Taille et forme du bec � accessibilité ou non àdifférentes espèces de proies (Charadriiformes)

Les invertivores

Les armes du crimes

Des serres pour tuer et un bec crochu pour dépecer

Les carnivores

Chacun son tour !

Les Charognards

Le cas des oiseaux plongeurs

Les Piscivores

Les Piscivores

La biodiversité des VertébrésPartie 2 – 2 : les Mammifères

Apparaissent au milieu du secondaire (200 Ma)Diversification surtout au tertiaire

Environ 4 600 espèces et près de 5% d’espèces inconnues

Groupe monophylétique

Chéloniens

Squamates

Crocodiliens

Tétrapodes

Amniotes

Sauropsidés

Diapsides

Archosauriens

Sphénodon

Oiseaux

Lépidosauriens

Amphibiens

Poissons

Classification générale

Chéloniens

Squamates

Crocodiliens

Mammifères

TétrapodesSauropsidés

Diapsides

Archosauriens

SphénodonLépidosauriens

Amphibiens

Poissons

Chéloniens

Squamates

Crocodiliens

Mammifères

Tétrapodes

Amniotes

Sauropsidés

Diapsides

Archosauriens

Sphénodon

Oiseaux

Lépidosauriens

(Liss)amphibiens

Poissons

Monotrèmes

Caractères de reptiliens :• Cloaque ano-génito-urinaire• Oeufs reptiliens avec peu de réserves

Caractères primitifs de mammifères :• Présence de poils• Homéothermie imparfaite (proche de 32°C)• Mamelles très rudimentaires

Pas de dents

Marsupiaux

Vivipares � Implantation de l’embryon dans l’utérus

Particularités :- 2 vagins avec ouverture commune non fusionnées- Placenta très peu développé- État de dvpt très incomplet à la naissance (2 à 5 sem)- Migration vers le marsupium

Euthériens (Placentalia)

Les nouveautés :

• Développement complet de l’embryon dans l’utérus � nourrit via le placenta

• Utérus commun + vagin médian et permanent

• Disparition du cloaque � voies digestives et urogénitales séparées

94 % des Mammifères actuels (4221 sp.)

Caractéristiques générales : modifications à l’architecture reptilienne

• Poils

• Mamelles produisant du lait

• Position des membres sous le corps : + efficace mais requiert plus de coordination

• Dentition complexe

• Palais osseux

• Glandes sudoripares

• Homéothermie

Caractéristiques générales :

Très grande homogénéité physiologique

Mais très grande hétérogénéité en taille et en poids :• Le plus petit : une musaraigne de 2 g• Le plus grand : une baleine de plus de 130 tonnes

Très grande homogénéité fonctionnelle

Mais très grande hétérogénéité morphologiquement en fonction des niches écologiques (ils occupent toutes les niches écologiques et tous les biotopes)

Air (Chauve souris)

Désert chaud (Hyène)

Mer (Baleine)

Désert froid (Ours polaire)

Sol (Taupe)

Caractéristiques générales :

Morphologie / Anatomie générale : Le tégument

PorePermet la

transpiration

Glande sébacéelubrifie le poil avec le sébum

Glande sudoripareProduit la sueur �thermorégulation+ phéromones

Follicule pileuxproduit le poil en assemblant des cellules produites dans le follicule par kératinisation

Morphologie / Anatomie générale : Les poils

• Cellule mortes couvertes de kératine (homologues des écailles et des plumes)

• Muscles provoquant la pilo-érection

• Neurones sensoriels (vibrisses)

• Pelage formé de deux couches- poils courts fin et dense- poils longs et rigides

• Rôles : protection, coloration, imperméabilisation, mécanoréception, thermorégulation

Dents d’un type nouveau par rapport aux reptiles � prennent naissances dans une alvéole de la mâchoire ou racine

L’origine est double :• Ectodermique : émail en surface• Dermique : dentine ou ivoire en profondeur

La troisième partie est le cément qui permet de maintenir les dents

Dent humaine

Morphologie / Anatomie générale : Les dents

Il existe deux types de dents chez les euthériens :

1. Les dents à croissance définiesavec une taille limite

= brachyodontes

La racine est pointue (O. carnivores, O. omnivores)

Dent humaine

Morphologie / Anatomie générale : Les dents

Dents d’éléphants

Morphologie / Anatomie générale : Les dents

Il existe deux types de dents chez les euthériens :

2. Les dents à croissance continues= hypsodontes

La racine est ouverte et tubulaire (Phytophages)

La pousse continuelle correspond àla vitesse d’usure

Différentes dents selon leur utilisation (hétérodontes) :

1. A l’avant, incisives coupantes (I)2. Sur les côtés, canines pointues (C)3. Sur les côtés, prémolaires

coupantes et broyeuses (PM)4. A l’arrière, molaires broyeuses (M)

Dentition de Mustilidés

I

C

PM

M

Morphologie / Anatomie générale : Les dents

Chez les euthériens, il y a au maximum 44 dents

Formule dentaire maximale :

3 1 4 3I -- + C -- + PM -- + M --3 1 4 3

Exceptions : certains édentés et certains cétacés (homodontie)

Morphologie / Anatomie générale : Les dents

Différences selon les régimes alimentaires:

- Omnivores : formule dentaire presque complète

- Insectivores : formule dentaire pratiquement complète, mais dents toutes pointues (une à 3 pointes par dents)

Morphologie / Anatomie générale : Les dents

Morphologie / Anatomie générale : App. Respiratoire

• Peau peu perméable

• Action du diaphragme

• Alvéoles augmentent la surface d’échange

Morphologie / Anatomie générale : App. Circulatoire

Coeur à 4 chambres (cf oiseaux, crocodiles)

Sang passe d'abord par les poumons (oxygénation) puis repompé dans le reste du corps

Morphologie / Anatomie générale : Locomotion

Grande variété de formes dans les membres locomoteurs

End !

• Présence de poils plus ou moins clairsemés

• Couche de graisse épaisse chez les mammifères aquatiques et de milieux froids � isolation thermique

• Homéothermie : température du corps à 37-38 °C

• mais possibilité d’abaissement actif de la température� hibernation (Microchiroptères, ours, marmotte, loir…) � estivation (certains micromammifères)

• Soin aux jeunes � lactation

Caractéristiques générales