Respiration chez les animaux
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Questions and Answers

Quel est un exemple d'organisme aquatique qui effectue la respiration directement à travers les membranes de chaque cellule ?

  • Salamandres sans poumons
  • Hydre d'eau douce
  • Spongiaires (correct)
  • Annélides Oligochètes

Lequel des taxons terrestres suivants pratique la respiration tégumentaire ?

  • Hexapodes Collemboles (correct)
  • Mammifères
  • Oiseaux
  • Chauve-souris

Chez quels vertébrés les échanges cutanés jouent-ils un rôle majeur dans la respiration ?

  • Mammifères
  • Reptiles
  • Oiseaux
  • Amphibiens (correct)

Quel pourcentage des échanges de CO2 les chauves-souris réalisent-elles par voie cutanée ?

<p>Environ 12 % (A)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi les structures respiratoires des animaux aériens sont-elles invaginées ?

<p>En raison de la faible portance du milieu aérien (A)</p> Signup and view all the answers

La poussée d'Archimède favorise quel type de structures respiratoires ?

<p>Les branchies (A)</p> Signup and view all the answers

Chez l'Hydre d'eau douce, comment le renouvellement de l'eau dans la colonne gastrique est-il assuré ?

<p>Par des mouvements lents (C)</p> Signup and view all the answers

Quel type de cellule est responsable de la création d'un courant d'eau directionnel chez les Spongiaires ?

<p>Les choanocytes (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la caractéristique principale d'un système trachéen d'insecte avec une ventilation bidirectionnelle?

<p>Les trachées alimentent un ou plusieurs métamères sans communiquer entre elles. (D)</p> Signup and view all the answers

Comment les gradients de pressions partielles en gaz respiratoires contribuent-ils à la ventilation chez les insectes?

<p>Ils favorisent le renouvellement de l'air trachéen lors de l'ouverture des stigmates. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la fonction principale des valves chitineuses reliées aux muscles présents sur les stigmates des insectes?

<p>Contrôler l'ouverture et la fermeture des stigmates. (D)</p> Signup and view all the answers

Dans un système trachéen d'insecte, où observe-t-on toujours une ventilation bidirectionnelle?

<p>Dans les troncs trachéens alimentant chaque métamère. (B)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui est fondamentalement métamérisé chez les insectes, même si certains segments peuvent ne pas présenter de stigmates ou de trachées?

<p>Les trachées et les stigmates. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le résultat de l'appauvrissement en dioxygène et de l'enrichissement en dioxyde de carbone dans l'air trachéen lorsque les stigmates sont fermés?

<p>Création de forts gradients de pressions partielles en gaz respiratoires. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'implication des cycles d'ouverture et de fermeture des stigmates dans la ventilation des insectes?

<p>Ils permettent le renouvellement de l'air trachéen en fonction des besoins métaboliques. (A)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi est-il inexact d'affirmer que la ventilation chez les insectes est principalement unidirectionnelle?

<p>Il n'existe pas de statistiques prouvant la dominance d'un système sur l'autre. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la principale fonction des structures squelettiques (coquilles ou opercules) chez les Mollusques Bivalves et les Téléostéens en relation avec leurs branchies?

<p>Protéger les branchies des agressions mécaniques tout en permettant un échange d'eau. (D)</p> Signup and view all the answers

Comment les Arénicoles et les Néréis protègent-ils leurs branchies externes, étant donné qu'ils n'ont pas de structures squelettiques comme les coquilles ou les opercules?

<p>L'Arénicole utilise son mode de vie dans un terrier, et les Néréis utilisent leurs parapodes renforcés. (B)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce que l'osmoconformité, et quel avantage principal offre-t-elle aux organismes aquatiques qui l'adoptent, comme la Moule?

<p>Un équilibre osmotique entre le milieu interne et externe, minimisant la dépense énergétique. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la principale différence entre l'osmorégulation chez les Téléostéens marins et l'osmoconformité observée chez de nombreux invertébrés aquatiques?

<p>Les Téléostéens maintiennent une osmolarité interne constante, tandis que les invertébrés laissent leur osmolarité interne varier avec le milieu. (B)</p> Signup and view all the answers

Comment les Téléostéens marins font-ils face à la perte d'eau due à l'environnement hypertonique dans lequel ils vivent?

<p>En absorbant l'eau de mer au niveau digestif et en produisant une urine très concentrée. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal des ionocytes (cellules à ions) situés dans les branchies des Téléostéens marins?

<p>Sécréter activement des ions dans l'environnement pour maintenir l'équilibre ionique. (A)</p> Signup and view all the answers

Comment les Téléostéens limitent-ils l'entrée d'ions dans leur corps, étant donné qu'ils vivent dans un environnement marin hypertonique?

<p>En limitant l'absorption d'ions à travers leur nourriture et en sécrétant des ions par les urines et les branchies. (C)</p> Signup and view all the answers

Si un Téléostéen marin était placé dans un environnement hypotonique (moins salé), quelles seraient les adaptations physiologiques immédiates pour maintenir son équilibre interne?

<p>Diminution de la production d'urine et augmentation de l'absorption d'ions par les ionocytes branchiales. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'un des principaux avantages de la mise en mouvement du fluide interne chez les organismes?

<p>Accélérer la vitesse de déplacement des gaz pris en charge par le milieu intérieur. (C)</p> Signup and view all the answers

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

<p>Dans un système fermé, le liquide circulant (sang) est complètement endigué dans des vaisseaux. (D)</p> Signup and view all the answers

Lequel des énoncés suivants décrit le mieux l'hémolymphe?

<p>Un liquide qui est à la fois liquide circulant et liquide interstitiel dans un système circulatoire ouvert. (D)</p> Signup and view all the answers

Comment le liquide interstitiel est-il lié aux autres liquides extracellulaires chez les Vertébrés?

<p>Il provient du sang et alimente la lymphe. (C)</p> Signup and view all the answers

Que signifie l'expression « milieu intérieur » dans le contexte des animaux pluricellulaires?

<p>L'ensemble des liquides extracellulaires circulants dans l'organisme, parfois incluant aussi le liquide interstitiel. (C)</p> Signup and view all the answers

Chez les Mollusques Bivalves comme la Moule, comment le système circulatoire est-il organisé au niveau des branchies?

<p>Il est fermé, favorisant les échanges gazeux respiratoires entre le fluide externe et l'hémolymphe. (B)</p> Signup and view all the answers

Dans quel contexte l'utilisation des termes « sang artériel » et « sang veineux » peut-elle être trompeuse?

<p>Lorsqu'ils sont utilisés pour désigner le type de vaisseau dans lequel le sang circule. (B)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi les insectes n'ont-ils pas besoin de leur système circulatoire pour transporter les gaz respiratoires comme le font les vertébrés?

<p>Parce que les échanges gazeux ont lieu directement entre les tissus et les trachéoles, sans intervention du système circulatoire. (B)</p> Signup and view all the answers

Comment l'hématose du sang est-elle assurée au niveau de la circulation sanguine autour de l'alvéole?

<p>En assurant une charge en dioxygène proche de celle de l'air alvéolaire, mais légèrement inférieure. (C)</p> Signup and view all the answers

Dans un système co-courant, comment la pression partielle en dioxygène évolue-t-elle?

<p>Elle tend vers la moyenne entre celle du fluide interne afférent et celle du fluide externe avant extraction. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'avantage principal d'un système à contre-courant pour l'extraction du dioxygène en milieu aquatique?

<p>Il maintient un différentiel de pression partielle constant tout le long de l'échangeur. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'impact de l'accélération des mouvements ventilatoires sur l'activité cardio-vasculaire?

<p>Augmentation de la fréquence cardiaque, du volume d'éjection systolique et du débit cardiaque. (B)</p> Signup and view all the answers

Comment les gaz sont-ils transportés dans le fluide circulant des Mammifères?

<p>Pris en charge par des protéines de transport gazeux cellularisées dans les hématies. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le coefficient d'extraction du dioxygène typiquement atteint par les Téléostéens grâce à leur système à contre-courant?

<p>Compris entre 70 et 90%. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle des pigments respiratoires comme l'hémoglobine chez les mammifères?

<p>Ils prennent en charge les gaz, augmentant ainsi la capacité du sang à transporter l'oxygène et le dioxyde de carbone. (B)</p> Signup and view all the answers

Comment la coordination entre l'activité ventilatoire et circulatoire est-elle assurée lors d'un effort physique chez les mammifères?

<p>Par une action des centres nerveux respiratoires sur l'activité circulatoire, augmentant ainsi le débit cardiaque. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la caractéristique principale des branchies de type filibranche chez les Mollusques Bivalves?

<p>Filaments branchiaux séparés les uns des autres avec les deux vaisseaux, afférent et efférent, en position centrale. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la fonction principale de la forme en W et de la multiplicité des filaments dans les branchies des bivalves?

<p>Assurer une importante surface d'échanges gazeux respiratoires. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la principale caractéristique des branchies de type eulamellibranche chez les Mollusques Bivalves?

<p>Présence d'un vaisseau afférent central et de vaisseaux efférents latéraux et adhérence latérale à la paroi du manteau. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la particularité des phyllobranchies chez les Mollusques Bivalves?

<p>Elles sont constituées d'un ensemble de filaments branchiaux aplaties constituant des expansions fermées du manteau. (B)</p> Signup and view all the answers

Dans le contexte des branchies des mollusques bivalves, quel est le rôle principal des lacunes « sanguines » ou hémolymphatiques?

<p>Être les lieux des échanges gazeux en lien avec les vaisseaux situés au centre du filament. (B)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi les branchies des Mollusques Bivalves et des Téléostéens sont-elles des structures évaginées et portées par le milieu aquatique?

<p>En lien avec la forte portance du milieu aquatique. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'épaisseur approximative de la paroi des branchies des Mollusques Bivalves, et quels types de cellules la composent principalement?

<p>Environ une dizaine de microns, principalement des cellules épithéliales branchiales. (D)</p> Signup and view all the answers

Outre les cellules épithéliales branchiales, quelle autre structure est présente dans la paroi des branchies des Mollusques Bivalves et quelle est son épaisseur approximative?

<p>Des baguettes cuticulaires (épaisseur : environ 1-3 µm). (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Respiration tégumentaire simple

Respiration directe à travers les membranes cellulaires ou le tégument, sans surface spécialisée.

Renouvellement de l'eau (Hydre)

Hydre d'eau douce (Cnidaire) renouvelle l'eau de sa colonne gastrique par mouvements lents.

Courant d'eau (Spongiaires)

Les flagelles des choanocytes créent un courant directionnel pour l'apport d'eau.

Respiration tégumentaire partielle

Respiration à travers la peau en complément des organes spécialisés.

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Plethodontidae

Famille d'amphibiens qui respire exclusivement par la peau.

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Excrétion cutanée de CO2 (Chauve-souris)

Évacuation du CO2 par la peau, surtout au niveau des ailes.

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Invagination des organes respiratoires

Organes respiratoires sont invaginés par rapport au milieu extérieur.

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Faible portance du milieu aérien

Le milieu aérienne n'offre pas de support.

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Branchie filibranche

Type de branchie chez les bivalves avec vaisseaux afférent et efférent centraux et sans contact latéral avec le manteau.

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Branchie eulamellibranche

Type de branchie chez les bivalves avec un vaisseau afférent central, des vaisseaux efférents latéraux et adhérence latérale au manteau.

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Branchies (général)

Structures respiratoires externes, portées par le milieu aquatique, présentes chez les mollusques bivalves et les téléostéens.

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Forme en W des branchies

Augmentation de la surface disponible pour les échanges gazeux.

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Cténidies

Nom donné aux branchies des mollusques.

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Phyllobranchies

Branchies constituées de filaments aplatis formant des expansions du manteau chez certains mollusques bivalves.

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Cellules épithéliales branchiales

Cellules formant la paroi des branchies.

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Lacunes hémolymphatiques

Espaces où se font les échanges gazeux, en lien avec les vaisseaux au centre du filament branchial.

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Protection squelettique des branchies

Structures (coquilles, opercules) qui protègent les branchies des agressions physiques tout en permettant la circulation de l'eau.

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Osmoconformité

Maintien d'un équilibre osmotique entre le milieu interne d'un organisme et son environnement externe.

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Isotonicité

État où le milieu interne et le milieu externe ont la même concentration osmotique.

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Osmorégulation

Maintien d'une osmolarité interne constante malgré les variations de l'environnement.

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Milieu hypertonique

Environnement avec une concentration osmotique plus élevée que le milieu interne de l'organisme.

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Ionocytes branchiales

Cellules spécialisées des branchies des Téléostéens impliquées dans la régulation ionique.

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Absorption d'eau de mer (digestif)

Eau absorbée par un poisson marin au niveau du système digestif pour compenser les pertes.

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Sécrétion ionique (urine/branchies)

Sécrétion d'ions hors du corps via l'urine et les branchies pour maintenir l'équilibre ionique.

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Ventilation bidirectionnelle

Les trachées alimentent un ou plusieurs métamères sans communiquer entre elles. L'air circule dans les deux sens.

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Ventilation unidirectionnelle

Les trachées communiquent longitudinalement et transversalement. L'air circule souvent dans une seule direction, des stigmates inhalants aux stigmates exhalants.

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Trachées et stigmates

Structures métamérisées où certains segments peuvent manquer de stigmates ou de trachées, alimentés par le système trachéen d'un autre métamère.

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Ventilation et stigmates

Cycles d'ouverture et de fermeture des stigmates par des valves chitineuses pour renouveler l'air trachéen.

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Forts gradients de pressions

Créés par les gradients de pressions partielles entre l'air trachéen appauvri en dioxygène/enrichi en dioxyde de carbone et l'air extérieur.

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Valves chitineuses

Valves faites de chitine, reliées à des muscles ancrés sur le tégument.

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Cycles d'ouverture-fermeture des stigmates

Ouverture et fermeture rythmique des stigmates, controlée par des muscles.

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Stigmates fermés

Ils sont fermés la plupart du temps pour créer de forts gradients de pressions partielles, favorisant le renouvellement de l'air.

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Rôle du mouvement du fluide interne

Accélère le déplacement des gaz et maintient les gradients de pression pour les échanges gazeux.

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Milieu intérieur

Ensemble des liquides extracellulaires circulant dans l'organisme (sang, lymphe, hémolymphe).

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Système circulatoire clos

Système où le liquide circulant (sang) reste entièrement dans les vaisseaux.

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Système circulatoire ouvert

Système où le liquide circulant (hémolymphe) se déverse dans la cavité générale.

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Hémolymphe

Liquide circulant à la fois comme liquide circulant et liquide interstitiel dans les systèmes ouverts.

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Liquides extracellulaires chez les Vertébrés

Sang, lymphe et liquide interstitiel.

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Sang artériel

Sang riche en dioxygène.

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Circulation chez la Moule

Système ouvert sauf au niveau des branchies (échange avec l'extérieur).

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Hématose alvéolaire

Processus où le sang s'enrichit en O2 et se débarrasse du CO2 au niveau des alvéoles pulmonaires.

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Système co-courant (concourant)

Système d'échange où les fluides interne et externe circulent dans le même sens.

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Système à contre-courant

Système d'échange où les fluides interne et externe circulent en sens opposés, maximisant l'extraction d'O2.

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Coordination cardio-ventilatoire

Augmentation de la fréquence cardiaque et du débit cardiaque lors d'une accélération de la ventilation.

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Pigments respiratoires

Protéines spécialisées dans le transport des gaz respiratoires (O2 et CO2).

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Hémoglobine

Pigment respiratoire des mammifères, contenu dans les globules rouges (hématies).

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Hématies (globules rouges)

Cellules sanguines contenant l'hémoglobine, assurant le transport des gaz respiratoires.

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Action des centres nerveux respiratoires

Les centres nerveux respiratoires influencent également l'activité circulatoire.

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Study Notes

Air vs Eau : Caractéristiques du milieu et conséquences sur les échangeurs respiratoires

  • L'air, ayant une faible portance, rend la poussée d'Archimède négligeable par rapport au poids des organismes
  • L'eau, ayant une forte portance, rend la poussée d'Archimède capable de compenser le poids des organismes
  • Les échangeurs respiratoires des milieux aériens sont souvent invaginés (poumons, trachées), situés à l'intérieur de la ligne du corps, protégés par le squelette
  • Les échangeurs respiratoires des milieux aquatiques sont souvent évaginés (branchies), consistant en des expansions du corps, et largement portés par le milieu
  • L'air a une faible densité (800 fois moins que l'eau), permettant une mise en mouvement (ventilation) nécessitant moins d'énergie et une circulation bidirectionnelle
  • L'eau a une densité élevée (800 fois plus que l'air), rendant sa mise en mouvement difficile, favorisant l'utilisation des courants spontanés, la locomotion et la circulation active unidirectionnelle
  • L'air est un milieu très désséchant, créant un risque de déshydratation important, avec des solutions adaptées comme des échangeurs invaginés
  • L'eau est un milieu hydraté avec peu de risques de pertes d'eau ; un équilibre osmotique est nécessaire pour éviter la fuite ou l'entrée excessive d'eau
  • L'air a une forte disponibilité en dioxygène (30 fois plus que l'eau), facilitant le maintien d'un différentiel de pression partielles.
  • L'eau a une faible disponibilité en dioxygène (30 fois moins que l'air,) rendant difficile le maintien d'un différentiel de pression partielles et nécessitant des adaptations physiologiques

Les échanges d'oxygène chez les métazoaires

  • Au niveau des surfaces d'échanges, les gaz se déplacent par diffusion simple, sans protéines transmembranaires, suivant un gradient de pression partielle décroissant.
  • La première loi de Fick exprime le flux spontané par diffusion d'une substance à travers une surface perméable ; elle est fonction d'un différentiel de concentrations ou de pressions partielles
  • Une surface d'échange est d’autant plus efficace que la surface d'échanges est grande, l'épaisseur est fine et les mécanismes d'entretien des gradients de pression partielles sont fréquents
  • Les échanges gazeux dépendent du milieu de vie, avec des avantages et inconvénients spécifiques aux milieux aériens et aquatiques.

Respiration Tégumentaire

  • Certains organismes aquatiques n'ont pas de surfaces d'échanges respiratoires spécialisées, réalisant la respiration directement à travers les membranes cellulaires ou le tégument
  • L'hydre d'eau douce exemple de Cnidaire, effectue des mouvements lents qui permettent de renouveler l'eau de leur colonne gastrique
  • Des organismes terrestres pratiquent aussi la respiration tégumentaire comme les Annélides Oligochètes
  • Chez la plupart des organismes, y compris les Vertébrés, le tégument assure une part variable des échanges gazeux respiratoires

Adaptations à l'environnement aérien

  • Les Animaux aériens ont des organes invaginés soutenus par le squelette, avec des surfaces d'échanges ramifiées en lien avec les tissus consommateurs ou le sang
  • Les voies respiratoires sont invaginées à cause du caractère peu porteur du milieu aérien, contrairement au milieu aquatique, des structures légères peuvent être maintenues en suspension
  • Les organismes terrestres étant exposés au caractère désséchant du milieu aérien, les structures respiratoires sont invaginées pour réduire les pertes d'eau et les voies aériennes sont ramifiées
  • Chez les mammifères, des conduits comme les cavités buccales et nasales favorisent la condensation d'eau
  • Chez les insectes, des soies dans la partie atriale des stigmates favorisent la condensation et la rétention d'eau

Protection des voies respiratoires

  • Les trachées des insectes sont soutenues et protégées des collapsus par les taenidies des épaississements cuticulaires en anneaux
  • Les poumons sont protégés par une cage thoracique osseuse et maintenus avec les plèvres, permettant le mouvement grâce à un liquide pleural
  • Des anneaux cartilagineux maintiennent la trachée tandis qu'une musculeuse adaptée module les bronches en fonction des mouvements ventilatoires
  • Les pneumocytes II dans les alvéoles pulmonaires des mammifères produisent du surfactant, un liquide qui abaisse la tension de l'eau, ce qui évite un collapsus alvéolaire

Adaptation des échangeurs gazeux

  • Les échanges gazeux sont d'autant plus efficaces que la surface d'échange est importante et la distance entre les fluides est faible
  • Les insectes ont des grosse trachées qui se ramifient en trachéoles fines
  • Les poumons des mammifères ont 700 à 800 millions d'alvéoles et une barrière hémato-alvéolaire fine
  • Les insectes sont protégés par la nature cuticulaire des trachées
  • Soies atriales chez l'insecte piégeant les particules dans l'air
  • Muqueuse et cils + macrophages chez le mammifère

Adaptation aux animaux aquatiques

  • Les organes, branchies, sont évaginés ancrées sur le squelette
  • Les Mollusques Bivalves (= Lamellibranches) comprennent en effet plusieurs organisations branchiales dont le type filibranche
  • L'holobranchie est un type de branchies présentes chez les Téléostéens
  • Les branchies des animaux aquatiques sont évaginées
  • Adaptations pour les différentiels de pression partielle milieu extérieur/milieu intérieur plus faibles
  • Il y a différentiels de pression partielle milieu extérieur/milieu intérieur plus faibles
  • En eaux douce, la concentration en dioxygène à 25° Celsius est de 5 à 10 mg/L

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Description

Ce questionnaire porte sur les mécanismes de respiration chez divers animaux, y compris les organismes aquatiques et terrestres. Les questions abordent la respiration cellulaire directe, la respiration tégumentaire et les systèmes respiratoires spécialisés.

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