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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]
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
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
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 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
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
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
• 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