La diversité et l’unité des appareils branchiaux des Vertébrés : introduction

Introduction

Les animaux sont des organismes eucaryotes pluricellulaires, hétérotrophes pour le carbone et généralement mobiles. Ils réalisent des échanges de matière et d’énergie avec leur milieu de vie.
Ils ingèrent des aliments, prélèvent du dioxygène, rejettent du dioxyde de carbone et divers déchets du métabolisme. Ces échanges impliquent généralement des dispositifs anatomiques spécialisés, les appareils digestif, respiratoire et excréteur, comportant des échangeurs à l’interface organisme-milieu.

Les échanges gazeux, absorption de dioxygène et rejet de dioxyde de carbone, sont le reflet à l’échelle de l’organisme d’une voie métabolique majeure des cellules le constituant : la respiration cellulaire.
Ensemble de réactions de dégradation de molécules organiques, elle consomme du dioxygène et produit du dioxyde de carbone, tout en libérant de l’énergie.

Les Vertébrés forment un groupe d’animaux dont le corps est constitué d’une tête antérieure, d’un tronc portant deux paires de membres et d’une queue postérieure.
Tous possèdent un squelette interne, de nature cartilagineuse ou osseuse. Il est divisé en squelette céphalique, situé dans la tête, squelette axial longitudinal soutenant le tronc et la queue, squelette appendiculaire localisé dans les membres, et squelette zonal, reliant les membres au tronc. Le squelette axial est représenté par une colonne vertébrale formée d’unités répétées le long de l’axe antéropostérieur, les vertèbres, à l’origine du nom du groupe.

Les Vertébrés évoluent en milieu aquatique comme en milieu aérien. Selon leur milieu de vie, ils réalisent leurs échanges de gaz respiratoires avec l’eau ou avec l’air.
Le prélèvement du dioxygène et le rejet du dioxyde de carbone sont influencés par les caractéristiques chimiques et physiques du milieu de vie. À cet égard, le milieu aquatique est relativement pauvre en dioxygène, de ce fait le prélèvement d’une quantité de dioxygène donnée requiert le traitement d’un volume d’eau important. Il est également très visqueux, sa mise en mouvement par les organismes est en conséquence coûteuse en énergie. Sa densité élevée, proche de celle des tissus animaux, est à l’origine d’une forte poussée d’Archimède qui le rend porteur.

L’appareil respiratoire des Vertébrés aquatiques est représenté par des organes appelés branchies.

Comment les appareils branchiaux des Vertébrés sont-ils organisés ?

Comment les échanges de gaz respiratoires branchiaux sont-ils réalisés ?

Existe-t-il des différences et des points communs entre les appareils branchiaux des divers Vertébrés aquatiques ?