Dominique. Posté(e) le 21 novembre 2020 Signaler Partager Posté(e) le 21 novembre 2020 (modifié) La vessie natatoire Le poisson a la capacité de se déplacer dans un milieu où la poussée d’ Archimède est notable .Wkipedia nous enseigne que La poussée d'Archimède est la force particulière que subit un corps plongé en tout ou en partie dans un fluide (liquide ou gaz) et soumis à un champ de gravité. Cette force provient de l'augmentation de la pression du fluide avec la profondeur: la pression étant plus forte sur la partie inférieure d'un objet immergé que sur sa partie supérieure, il en résulte une poussée globalement verticale ascendante. C'est à partir de cette poussée qu'on définit la flottabilité d'un corps. Certains poissons ont réglé le problème en compensant cette poussée vers le haut par le mouvement continu - c’est la cas du requin qui doit toujours avancer .D’autres ont développé un organe spécialisé : la vessie natatoire.Les plies et les carrelets n’ont une vessie natatoire que pendant leur état juvénile ensuite ,en s’installant sur et sous le sable du fond, ils perdent leur vessie natatoire. La vessie natatoire des poissons osseux leur permet d'améliorer leur flottabilité en se remplissant de gaz ou en l’éliminant donc en changeant de volume . .Cette organe n'est pas sans analogie avec les poumons. On a longtemps pensé qu'au cours de l'évolution de ces deux organes homologues, la vessie natatoire de certains poissons Sarcoptérygiens a abouti à la formation des poumons primitifs dont les Dipneustes et les Tétrapodes ont hérité. Plusieurs biologistes et paléontologues remettent en cause cette version et avancent que ce serait en fait les poumons qui auraient évolué en une vessie natatoire. Pour se faire une idée de cet organe et comprendre comment ce système fonctionne un merlan et un grondin ont été disséqués.Avant de commencer il est bon d’avoir en tête un schéma de la position anatomique de cet organe. ( schéma extrait de la dissection d’ un poisson rouge ) . Vessie natatoire du Merlan : Vessie natatoire du Grondin : La forme des vessies natatoire est variable suivant les espèces de poissons : L’origine de la vessie natatoire :Il existe chez le merlan un résidu du lien embryologique entre la vessie natatoire et la face postérieure de l’œsophage. Le canal pneumatique. Suivant les espèces ce canal peut être soit très ouvert comme chez la carpe, soit non fonctionnel comme ici. Donc chez l’embryon, il a formation d’un bourgeon sur la face postérieure de l’ œsophage qui donne une poche . Le lien embryonnaire entre les deux organes peut persister et garder une fonction ou disparaître .Dans ce cas il va être nécessaire de faire émerger un autre mécanisme d’utilisation de cette vessie. Chez la carpe et le poisson rouge le canal est très ouvert ce qui permet à ces poissons de remplir ou vider leur vessie natatoire avec l’ air ambiant - absorption en surface et évacuation dans l’eau par la bouche ou l’ anus ( les poissons rouges font des bulles ).L’ inconvénient de ce système est que le poisson ne doit jamais être loin de la surface. Mais pour les autres poissons le contact entre l’air ambiant et la vessie natatoire est rompu. Donc les gaz sont extraits du sang - Les gaz contenus dans l ‘ eau sont absorbés par les branchies qui transfèrent ces gaz dans le sang – L’eau de mer contient de l’ oxygène – de l’ azote - du gaz carbonique - de hydrogène - de l’ hélium - .Le taux de ces gaz dissous dépend de leur solubilité mais aussi, parmi les nombreux facteurs qui interviennent , de la température de l’ eau .( La loi de Henry ) La paroi de la vessie natatoire : La paroi de la vessie natatoire est particulièrement résistante à la coupe - Son épaisseur moyenne chez le grondin est des 255 µm.La paroi est constituée d’une couche de cellules épithéliales - A - sur les faces externe et interne.La paroi elle-même est formée d’un enchevêtrement de fibres collagènes –B -- ( coloration en bleu au trichrome de Masson ) .Il existe au sein de cette paroi des fibres musculaires – C – Par contre il existe très peu de vaisseaux artériels et veineux ;En D cet aspect d’ un tissu en mailles n ’existe pas sur toutes les coupes - c’est donc possiblement un artefact de préparation.Le mouvement des gaz : Pour comprendre la suite de la présentation il est bon de regarder le schéma actuellement reconnu du système d’irrigation de la vessie natatoire. Aspect macroscopique de la face interne de la vessie natatoire ouverte du Grondin A – Zones des glandes à gaz.B – Zones de résorption des gaz. La production de gaz : Zone A Cette production est assurée par les glandes à gaz. Ce nom est donné à une structure anatomique caractérisée par une extréme richesse vasculaire - 2 parties le Rete mirabile et les capillaires de diffusion Le sang arrive de l’aorte par une artère latérale qui va se diviser en de nombreuses branches pour ensuite former un chevelu capillaire dense .Le Rete Mirabile . Fonctionnement du Rete mirabileDefinition : Un rete mirabile ( latin pour "merveilleux filet"; au pluriel retia mirabilia ) est un complexe d' artères et de veines très proches les unes des autres. Pour que la vessie natatoire fonctionne il faut deux conditions -- Que les gaz arrivent dans la vessie. -- Que la pression qui existe dans la vessie natatoire corresponde à la pression extérieure. -Pour réaliser cette opération la simple diffusion des gaz n’est pas suffisante . Explication du fonctionnement : Les cellules de cette région vont donc produire de l’ acide lactique et du CO² .( dans cette réaction interviennent de nombreuses enzymes dont l’ anhydrase carbonique ).Ce qui a pour effet de provoquer --du fait de l’augmentation du taux de gaz carbonique dans le milieu extracellulaire une vasodilatation artérielle d'où un afflux de sang .--du fait de la baisse du PH un déplacement des courbes de dissociation de l'oxyhémoglobine par effet Bohr, et par suite sécrétion d'oxygène L'abaissement des niveaux de pH dans les capillaires veineux provoque le détachement de l'oxygène de l’hémoglobine sanguine .comme on vient de le voir. Cela provoque une augmentation de la pression partielle d'oxygène dans le sang veineux, permettant à l'oxygène de se diffuser à travers la membrane capillaire vers les capillaires artériels, où l'oxygène est toujours séquestré dans hémoglobine. Le cycle de surcharge en oxygéne , par la diffusion ,se poursuit jusqu'à ce que la pression partielle d'oxygène dans les capillaires artériels dépasse celle de la vessie natatoire. À ce stade, l'oxygène dissous dans les capillaires artériels se diffuse dans la vessie natatoire via l’ système capillaire de la glande gazeuse . Ce qui explique la composition en gaz de la vessie natatoire où le taux d’oxygène augmente avec la descente du poisson vers les profondeurs.La composition en gaz pour les poissons de surface est assez proche de la composition atmosphérique N2 = 66 % 02 = 33,5 % C02= 0,5% mais cette composition change avec la profondeur - pour atteindre 75% d’oxygène - 20,5% d’ azote 3% de gaz carbonique – 0,4% d’ argon . L’ aspect histologique de la zone à gaz :La zone gaz est formée de la terminaison des capillaires dont le diamètre devient à peine égale au volume du globule rouge - les globules rouges se déforment très facilement dans ces micro vaisseaux .Au milieu de ce chevelu on rencontre très souvent une structure tout à fait inhabituelle . ( je n’ai trouvé aucun document pour confirmer mon dire ) .L ‘extrême développement du système capillaire assure la diffusion de l’ oxygéne à forte pression partielle dissous dans le sang vers la vessie natatoire .Cliché en contraste de phase sans aucune coloration. Les capillaires terminaux font des boucles très nombreuses dont certaines semblent se fermer sur elle-même en plus de développer de multiples divisions. (le petit élément au milieu de la boucle résulte de la section en axiale d’une branche des capillaires) La résorption des gaz : Zone BLa résorption est assurée par une zone différente - la Zone Ovale Un prélèvement est réalisé de cette zone - ce qui n’est pas difficile puisque la zone vasculaire se détache assez facilement.Cette zone peut être divisée en deux zones La zone externe :Elle est limitée par la paroi de la vessie natatoire – et contient un grand nombre de fibres musculaires - les muscles constricteurs. A – Paroi de la vessie B – Section des fibres musculaires qui forment un bourrelet bien visible l’œil nu . Ces muscles sont d’une extrême importance -La circulation chez le poisson est réalisée sous une faible pression - Pour faire avancer le sang dans le dédale des micro capillaires il est nécessaire d’ avoir un cœur périphérique qui est donc le rôle de ces muscles constricteurs de la plaque ovale.La zone interne : Cette zone est constituée par un grand nombre de digitations qui partent d’ une artériole et se dirigent vers l’ intérieur de la Vessie Natatoire . On retrouve l’organisation des capillaires des branchies https://forum.MikrOscOpia.com/topic/16191-branchies-poissons-histologie/?hl=branchie L’examen en contraste de phase de la zone périphérique de ces digitations met en évidence un indescriptible chevelu de micros capillaires. Si on regarde ce prélèvement à fort grossissement on constate que les micro-capillaires sont de la taille des globules rouges - Ces globules sont alignés dans ces derniers - La grande densité de ces capillaires assure une importante surface de résorption des gaz une fois dissous dans le plasma, sont pris en charge par la veine Cardinale postérieure qui assure le retour au cœur (. Cette façon de procéder est celui de la circulation pulmonaire des mammifères où le sang repart vers le cœur par les veines pulmonaires ) . Le poisson possède donc avec sa vessie natatoire une réserve en oxygène qu’il peut utiliser en cas d’urgence. Les séquences de remplissage et de vidage de la vessie natatoire sont assurées par la présence de variations des débits dans les deux systèmes de diffusion et de résorption. Ces deux systèmes sont sous la dépendance du système nerveux central . Rôles acoustiques de la vessie natatoire : Rôle dans l’ audition du poisson Chez la carpe et chez d’autres poissons il y a une connexion entre l’ oreille interne du poisson et la vessie natatoire - les ossicules de Weberian – La vessie natatoire est utilisée comme amplificateur des sons extérieurs .Rôle dans la production de sons par le poisson Le piranhas , entre autres , est capable de créer des sons en réalisant des contractions rapides de la paroi de la vessie natatoire ( on a vu que cette paroi contenait des fibres musculaires ) .Rôle dans la détection par les sonars pour les pêcheurs.La vessie natatoire réfléchit puissamment certaines fréquences de sons qui créent une mise en résonance du contenu de cette vessie .Il est alors possible de détecter les bancs de poissons et de déterminer le nombre de poissons contenus dans ces bans . Il y a un risque d’erreur car ce phénomène de mise en résonance des bulles de gaz se produit aussi avec les bancs de zooplancton . *************************************Discussion sur le sujet . Et le réchauffement climatique dans tout ça ?Dans l’eau froide de surface, c’est-à-dire vers les pôles, les niveaux de l'oxygène peuvent atteindre jusqu’à 300 à 400 micromoles par kilogramme d’eau de mer (1 micromole d’oxygène par kg équivaut à 0.032 mg/kg). L'oxygène dissous change considérablement selon les océans, et la vie marine devient contrainte quand il atteint un niveau entre 60 et 120 micromoles par kilogramme. Les océanographes ont trouvé des concentrations aussi basses que 10 micromoles par kilogramme dans certaines zones de l’océan Pacifique et l’océan Indien .Conséquence du réchauffement climatique, ces zones sont en augmentation dans les océans. En effet, la dissolution de l’O2 dans l’eau de mer est d’autant plus faible que les eaux sont chaudes et le réchauffement des océans entraîne donc une diminution de sa concentration.Lors de la présentation des branchies on avait signalé que l’ utilisation par le poisson de l’ oxygène transporté par le sang rencontrait des difficultés ; difficultés créées par le fait que le cœur des poissons n’ a pas quatre chambres comme chez les mammifères mais seulement une oreillette et un ventricule .De ce fait le seul ventricule pousse le sang vers les branchies qui forment une zone d’extrême résistance à son passage. La circulation périphérique se réalise par conséquent à faible pression. D’où une déficience de débit pour la distribution de l’ oxygène aux tissus .On avait remarqué que ce mauvais rendement de distribution ne semble pas affecter les animaux mais il présente l’ inconvénient d’ être un facteur limitant dans les possibilités d’ adaptation à un changement de concentration en oxygène de l’eau . Le réchauffement climatique va donc exercer une pression de sélection sur les espèces marines. Sachant que la pression de la surpêche est très importante on comprend mieux le pessimisme de certains de nos chercheurs.Ref : https://en.wikipedia.org/wiki/Swim_bladderhttps://fr.qaz.wiki/wiki/Rete_mirabilehttps://hal.sorbonne-universite.fr/hal-02865958/document Dominique. Modifié le 22 novembre 2020 par Dominique. Lien vers le commentaire Partager sur d’autres sites More sharing options...
SORDE Posté(e) le 23 novembre 2020 Signaler Partager Posté(e) le 23 novembre 2020 Bonjour Dominique, On ne dira jamais assez qu'il s'agit là d'un travail superbe, qui a demandé beaucoup de temps , de patience et de recherche. Merci pour tous ces sujets admirablement présentés. CordialementChristian Lien vers le commentaire Partager sur d’autres sites More sharing options...
JPL80 Posté(e) le 23 novembre 2020 Signaler Partager Posté(e) le 23 novembre 2020 Bonjour DominiqueQuel travail! C'est passionnant de te lire, et on apprend toujours.JPL80 Lien vers le commentaire Partager sur d’autres sites More sharing options...
Jean-Luc Bethmont (Picroformol) Posté(e) le 23 novembre 2020 Signaler Partager Posté(e) le 23 novembre 2020 Bonjour Dominique, Le Rete mirabile est un système que je ne connaissais pas.Je suis toujours stupéfait par la puissance de l' évolution pour trouver la meilleure solution a un problème physico-chimique !Cordialement,JL Lien vers le commentaire Partager sur d’autres sites More sharing options...
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