Principes de zoologie : Structure, fonction et évolution

Auteur : Claude Chapron

Année de sortie : 1999 

Éditeur : Dunod

Format : 170 x 240 x 12 mm   204 pages

Prix : 28 € 

L’intérêt de ce livre est d’offrir un regard synthétique sur l’organisation fonctionnelle des animaux et sur la manière dont ils ont évolué. En 200 pages, l’auteur survole l’ensemble des principes zoologiques et nous permet de prendre du recul, de faire des liaisons entre différents concepts. Le livre présente donc la phylogénie des différents groupes de métazoaires.

En se basant sur l’anatomie, la physiologie, mais aussi sur la biologie moléculaire, la génétique, l’embryogenèse et l’écologie l’auteur nous offre plusieurs angles d’approches.

À l’heure où le créationnisme reprend de la vigueur dans de nombreuses sociétés aux mépris de toutes les preuves existantes sur l’évolution animale et dans l’indifférence des avancées scientifiques permanentes, ce livre, en créant des liens entre les éponges et l’homme, démontre une fois de plus que la théorie de l’évolution ne peut être balayée par un simple discours infondé.

Ce livre aborde des sujets que l’on ne retrouve que très rarement dans les revues scientifiques comme Science et Vie, Science et Avenir, La Recherche ou Pour la Science, raison de plus pour le lire.

Chapitre 1 : Le fond de l’organisation animale

Dans ce chapitre l’auteur propose d’étudier ce qui est commun à tout animal, des éponges aux vertébrés en passant par les arthropodes !

Les éponges étant des animaux très peu évolués, cela va limiter les points communs, mais ceux qui resteront pourront être qualifiés de fondamentaux.

On parlera des fonctions de base (osmorégulation, nutrition, respiration et anaérobiose), on étudiera les contraintes liées à la taille des organismes en liaison avec leur métabolisme, la manière dont ils stockent l’énergie et comment ils excrètent leurs déchets azotés. 

Ensuite viendra une réflexion sur la manière dont les cellules des animaux adhèrent entre elles.

L’auteur nous parlera ensuite du retour à l’état unicellulaire qui se produit lors de la reproduction sexuée, puis sur la manière dont l’œuf (le zygote) se développe.

Le dernier point de ce chapitre aborde les pigments cellulaires. Les pigments peuvent être regroupés en trois grands types, les caroténoïdes, les mélanines et les porphyrines. L’auteur indique que les caroténoïdes sont particulièrement présents dans tout le monde animal, des Éponges aux Mammifères.

Chapitre 2 : Avant la symétrie bilatérale

Ce chapitre aborde l’organisation des animaux les moins évolués, les Spongiaires (éponges), les Cnidaires (anémones de mer, méduses et coraux) et les Cténaires (groseille de mer). 

Ces animaux ne sont pas bilatéraux comme la plupart de ceux que l’on côtoie, les spongiaires très simples d’organisation n’ont pas de forme bien définie, les cnidaires disposent d’une organisation symétrique radiale, on les nomme radiaires et les cténaires présentent une symétrie biradiaire.

L’embryon de ces animaux ne présente que deux feuillets cellulaires, l’ectoderme et l’endoderme, contrairement aux animaux plus évolués le mésoderme n’existe pas.

Chapitre 3 : Symétrie bilatérale et mésoderme

Ce chapitre aborde le groupe des Bilateralia qui présente, comme l’être humain, une symétrie bilatérale, c’est-à-dire qu’un unique plan de symétrie divise le corps en deux parties semblables. L’embryon de ce groupe d’animaux voit de plus apparaitre un troisième feuillet cellulaire, le mésoderme.

Chez ces animaux l’ectoderme sera à l’origine de l’épiderme de la peau, des différents organes sensoriels et du système nerveux.

L’endoderme donnera naissance aux épithéliums des organes des systèmes digestifs et respiratoires.

Le mésoderme quant à lui sera à l’origine de tous les autres organes internes (derme, os, muscles, reins, gonades, cœur, vaisseaux sanguins, etc.)

L’auteur insiste sur le fait que l’acquisition de la bilatéralité a permis à ce groupe d’animaux de se doter de capacités de déplacement et d’analyse de l’environnement bien supérieur aux groupes précédents. Cela est dû au fait que la bilatéralité facilite la céphalisation de la partie antérieure de l’animal. De plus, la bilatéralité en ouvrant la possibilité de développer des organes impairs, permet d’accéder à un système nerveux central unique plus efficace.

Chapitre 4 : les bilateralia et leur évolution

Dans ce chapitre, l’auteur va essayer de diviser ce groupe très complexe des bilateralia en différents sous-groupes des moins évolués au plus évolués.

En particulier il nous parlera des acoelomates (les Plathelminthes comme le ténia et les Némertiens, des vers marins), des pseudocoelomates (Les Nématodes, comme l’ascaris, des vers ronds non segmentés et d’autres groupes plus petits comme les rotifères par exemple) et des coelomates (tous les autres animaux).

Un coelome est une cavité limitée par un épithélium. L’avantage de cette cavité interne empli de fluide est d’éviter aux organes internes d’être comprimés et de pouvoir se dilater si besoin. Le coelome joue également un rôle dans les fonctions excrétrice et génitale. De plus avec le coelome apparait le système cardiovasculaire fermé comme le nôtre ou ouvert comme celui des arthropodes et des mollusques.

Même si les acoelomates et les pseudocoelomates ne comprennent que des animaux peu évolués, des études récentes et des découvertes paléontologiques semblent montrer que les premiers organismes bilatéraux pourvus d’un mésoderme aient été des coelomates. Les bilatéraux acoelomates et pseudocoelomates se seraient formés après, par régression de la cavité coelomique.

Les coelomates sont ensuite divisés en deux groupes, les Protostomiens et les Deutérostomiens.

Protostomien signifie, du point de vue de l’embryogenèse, la bouche en premier. C’est-à-dire que celle-ci se forme à partir du blastopore, l’anus se formant secondairement. C’est l’inverse pour les Deutérostomiens. Sur les 24 phylums de Bilateralia, 6 sont classés dans les Deutérostomiens (Vertébrés, Céphalocordés, Urochordés, Entéropneustes, Ptérobranches, Échinodermes), les 18 autres forment les Protostomiens. 

L’auteur précise que ce découpage n’est pas aussi simple qu’on pourrait le penser et que de nombreuses exceptions et controverses existent.

Chapitre 5 : la segmentation

La segmentation est un mode d’organisation du corps de certains organismes, présentant une succession de segments appelés métamères. Il y a répétition tout le long du corps d’une structure fondamentalement identique.

Sont concernés par cette organisation les Annélides, les Arthropodes, les Céphalocordés et les Vertébrés. 

D’un point de vue évolutif, la segmentation aurait été sélectionnée pour les avantages qu’elle procure au niveau de la collecte de nourriture et de la locomotion.

Chapitre 6 : la non-segmentation

L’auteur montre que les animaux non segmentés sont essentiellement des animaux peu mobiles, souvent parasites ou ayant une vie endogée ou fixée.

Avec une exception, les mollusques, qui ont réussi dans un deuxième temps à acquérir une bonne mobilité, en particulier les céphalopodes.

Chapitre 7 : de l’animal marin à l’animal d’eau douce

J’ai beaucoup aimé ce chapitre qui montre bien que la vie en eau douce est bien plus difficile pour les organismes que la vie en mer. D’ailleurs, sur les 24 phylums de Bilateralia, 23 sont présents dans les océans contre seulement 11 en eau douce.

Une remarque étonnante de l’auteur à laquelle on ne pense pas forcément, l’espace disponible à la vie dans les océans est 300 fois supérieur à celui sur terre, eau douce comprise ! Si on ne prend que les milieux aquatiques en eau douce, l’espace disponible est très restreint. 

Les eaux douces ayant une concentration saline très faible, soixante fois plus faible que l’eau de mer, l’eau douce a donc toujours tendance à vouloir entrer dans les cellules des organismes. Ce mécanisme est purement physique et est lié au déséquilibre osmotique existant entre l’eau douce et le cytoplasme des cellules. Une adaptation est donc nécessaire pour élimer en permanence cet excès d’eau dans le corps. Une truite de 250 g par exemple rejette 80 ml d’urine par jour, c’est comme si un homme urinait 22 litres par jour !

Ce chapitre traite également de la particularité et des difficultés de la respiration en milieu aquatique en raison de la faible concentration en oxygène.

Le chapitre se termine par une rapide apostrophe sur le statut particulier des amphibiens. L’auteur nous montre que les premiers amphibiens étaient des poissons et ne représente pas le groupe de base des vertébrés terrestres comme il est souvent dit.

Chapitre 8 : l’animal terrestre

Ce chapitre va nous montrer les différentes contraintes et avantages que représente le passage à une vie terrestre.

Par exemple, un calcul lié à la différence de densité entre les deux milieux montre qu’un animal pèse 20 fois plus dans l’air que dans l’eau. Ceci va générer de forte contrainte sur son organisation.

Inversement, il est plus facile de se déplacer dans l’air que dans l’eau, la résistance à l’avancement étant bien moins forte.

La vie en milieu terrestre signifie qu’il faut acquérir une indépendance vis-à-vis de l’eau. Cela va nécessiter de nombreuses adaptations en vue d’économiser l’eau, mais surtout, il va falloir que la reproduction s’affranchisse du milieu aquatique.

À ce moment là du livre est abordé un point important, le passage à l’homéothermie. Contrairement aux animaux hétérothermes (les reptiles et les arthropodes par exemple) dont la température du corps fluctue avec la température extérieure, les homéothermes ont la capacité de maintenir une température interne constante. Cela nécessite un métabolisme plus élevé associé à une isolation du corps de bonne qualité.

Chapitre 9 : la céphalisation

L’auteur reprend les différents groupes des bilateralia et montre comment la céphalisation a évolué. Il avait été vu dans les chapitres précédents que la céphalisation était généralement associée à la segmentation. Un cas particulier remarquable doit être mentionné, celui des céphalopodes, qui bien que ne montrant aucune trace de segmentation, possède une céphalisation très complexe.

Chapitre 10 : la cérébralisation

Une première partie traite du cerveau des annélides, mollusques et arthropodes, une seconde de l’évolution du cerveau des vertébrés. Le livre se termine avec le cas de l’homme, dont le cerveau qui ne représente que 2% du poids du corps consomme 20% de l’énergie de l’organisme !

Bon, je vais aller manger une barre de chocolat !

En conclusion, un excellent livre qui concentre, en peu de pages, une foule d’informations parfaitement structurées.