Fiche de révision : Terrestrialisation et locomotion animale

📋 Plan du Cours

1. Contraintes et exaptation terrestre
2. Annélides et hydrosquelette
3. Mollusques et locomotion par mucus
4. Chordés et œuf amniotique
5. Squelette et marche des tétrapodes
6. Arthropodes et exosquelette
7. Métamérie et diversification évolutive
8. Bilan des sorties des eaux

📖 1. Contraintes et exaptation terrestre

🔑 Notions clés & Définitions

• Terrestrialisation : Colonisation du milieu terrestre par des animaux initialement aquatiques.
• Exaptation : Utilisation d’un caractère préexistant pour une nouvelle fonction, sans que ce caractère ait forcément été sélectionné initialement pour cette fonction.

★ À maîtriser

• Le passage de l’eau à la terre impose plusieurs contraintes:
  • gravité
  • dessiccation
  • respiration
  • locomotion
  • thermorégulation
  • reproduction

📌 Dans l’eau, la poussée d’Archimède compense une grande partie du poids, alors que sur terre l’animal doit supporter lui-même son poids sous l’effet de la gravité.

Compléments

• Les plumes des ancêtres des oiseaux auraient d’abord eu notamment une fonction de régulation thermique avant d’être utilisées pour le vol.

💡 Astuce mémo

Sortie de l’eau → gravité et dessiccation → réutilisation de caractères préexistants

📖 2. Annélides et hydrosquelette

🔑 Notions clés & Définitions

• Hydrosquelette : Cavité cœlomique remplie d’un liquide incompressible sous pression, permettant au corps de conserver sa forme et de se déformer.

★ À maîtriser

• Les quatre groupes étudiés sont:
  • les annélides
  • les mollusques
  • les chordés conduisant aux tétrapodes
  • les arthropodes

• Les synapomorphies des annélides sont:

  • le prostomium
  • le péristomium
  • le pygidium
  • un appareil circulatoire clos

• Chez les annélides, la contraction musculaire modifie la forme des sacs cœlomiques remplis de liquide, ce qui modifie la forme des segments et permet le déplacement.

• Le lombric avance par contractions péristaltiques asynchrones et propagées des muscles circulaires et longitudinaux, tandis que ses soies ancrent certaines parties du corps.

Compléments

• Les sorties des annélides vers le milieu terrestre auraient eu lieu au moins trois fois, selon une hypothèse allant du Trias, vers 250 Ma, à l’Ordovicien, entre 485 et 444 Ma.

📌 Les sangsues n’ont pas d’hydrosquelette fonctionnel, car leur cœlome est largement comblé par du tissu conjonctif, et elles se déplacent notamment grâce à des ventouses antérieure et postérieure.

💡 Astuce mémo

Lombric : hydrosquelette ; sangsue : ventouses

📖 3. Mollusques et locomotion par mucus

🔑 Notions clés & Définitions

• Mucus des gastéropodes : Possède des propriétés viscoélastiques, non newtoniennes et thixotropes qui permettent l’alternance entre adhérence et glissement.

★ À maîtriser

• Les synapomorphies des mollusques sont:

  • une cavité palléale
  • des cténidies
  • un manteau
  • une radula

• Le pied des gastéropodes, utilisé notamment pour la nage dans l’eau, devient une structure essentielle à la locomotion sur terre.

• L’escargot avance grâce à l’alternance entre l’adhérence du mucus, le soulèvement et l’avancée d’une partie du pied, puis une nouvelle adhérence.

Compléments

• Les gastéropodes occupent:
  • les milieux marins
  • les eaux douces
  • les milieux terrestres

💡 Astuce mémo

Adhérer → avancer → adhérer

📖 4. Chordés et œuf amniotique

🔑 Notions clés & Définitions

• Œuf amniotique : Contient un amnios qui maintient un environnement aqueux autour de l’embryon, le protège du dessèchement et permet la reproduction sans retour obligatoire dans l’eau.

📝 Points essentiels

• Les chordés possèdent une chorde et un tube nerveux dorsal creux, tandis que les vertébrés possèdent notamment un crâne et des vertèbres.

• Les tétrapodes ont effectué une sortie unique des eaux au Dévonien supérieur, mais les premiers tétrapodes sont restés fortement associés au milieu aquatique.

📖 5. Squelette et marche des tétrapodes

🔑 Notions clés & Définitions

• Membre chiridien : Comprend trois parties successives : le stylopode, le zeugopode et l’autopode.

★ À maîtriser

• Les transformations concernent:
  • le squelette axial
  • la colonne vertébrale
  • les côtes
  • le squelette appendiculaire
  • les membres

📌 La posture rampante place les membres davantage écartés latéralement, tandis que la posture parasagittale les place davantage sous le corps et permet des mouvements plus amples et une course plus rapide.

Compléments

• Le stylopode comprend l’humérus ou le fémur, le zeugopode comprend le radius et l’ulna ou le tibia et la fibula, et l’autopode comprend les doigts.

• La marche existe déjà chez certains animaux aquatiques, où l’alternance des mouvements des membres peut servir à s’appuyer au fond de l’eau, ce qui constitue une exaptation pour la marche terrestre.

💡 Astuce mémo

S-Z-A : stylopode → zeugopode → autopode

📖 6. Arthropodes et exosquelette

🔑 Notions clés & Définitions

• Exosquelette : Cuticule rigide qui soutient le corps contre la gravité, sert d’insertion aux muscles, protège contre les prédateurs et limite les pertes d’eau.

📝 Points essentiels

• Les principaux caractères des arthropodes sont:

  • un corps segmenté
  • des pattes articulées
  • un exosquelette
  • des yeux composés

• 🔄 La croissance impose la séquence:

  1. ancienne cuticule trop petite
  2. mue
  3. formation d’une nouvelle cuticule
  4. durcissement de la nouvelle cuticule

• Les arthropodes ont colonisé le milieu terrestre plusieurs fois indépendamment, notamment les myriapodes, les arachnides, les isopodes et les hexapodes.

💡 Astuce mémo

Exosquelette rigide → croissance impossible sans mue

📖 7. Métamérie et diversification évolutive

🔑 Notions clés & Définitions

• Métamérie hétéronome : Regroupement des métamères en unités morphologiques et fonctionnelles appelées tagmes, associé à leur spécialisation fonctionnelle.

★ À maîtriser

• Chez les arthropodes, les appendices peuvent être spécialisés pour la locomotion, l’alimentation, la nage ou la capture.

• La modification d’un appendice ancestral peut transformer un appendice alimentaire en appendice locomoteur et permettre une adaptation à un nouvel environnement.

Compléments

• Les appendices peuvent notamment devenir:
  • une antenne
  • une mandibule
  • une patte locomotrice
  • une pince
  • une branchie
  • une filière à soie

💡 Astuce mémo

Métamérie + appendices → spécialisation → adaptabilité

📖 8. Bilan des sorties des eaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Terrestrialisation évolutive : La conquête du milieu terrestre repose largement sur la réutilisation et la transformation de structures préexistantes, c’est-à-dire l’exaptation, sous l’effet de nouvelles contraintes environnementales.

★ À maîtriser

📌 Les annélides possèdent un squelette hydraulique interne, tandis que les arthropodes possèdent un squelette externe rigide.

Compléments

• La cuticule des arthropodes constitue une barrière entre l’organisme et le milieu extérieur, limitant les pertes d’eau et protégeant contre les rayons ultraviolets.

• Les arthropodes sont présentés comme les premiers animaux sortis de l’eau, et la marche sur le sol préexistait à cette sortie sous la forme d’une marche au fond de l’eau.

💡 Astuce mémo

Tétrapodes : sortie unique ; arthropodes : sorties multiples

📊 Tableaux de synthèse

Sorties des eaux comparées