L'hydrosquelette dans la déformation du corps et le déplacement de l'organisme | ||
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L’étude du déplacement d’un Lombric montre une déformation des segments corporels se propageant le long du corps de l'avant vers l'arrière, à la manière d'une onde. Les métamères subissent successivement, dans le sens du déplacement, une élongation et un amincissement suivis d’un raccourcissement et d'un épaississement. Ces déformations permettent la reptation, mode de locomotion.
Quelles sont les structures anatomiques impliquées dans la reptation ?
La paroi corporelle des Annélides est constituée d'un épiderme surmonté d'une cuticule, sous lesquels sont présents des muscles circulaires métamérisés et des muscles longitudinaux continus sur toute la longueur du corps. La contraction des muscles circulaires provoque l'allongement du segment et la diminution de son diamètre. La contraction des muscles longitudinaux provoque le raccourcissement des métamères et l'augmentation de leur diamètre. Les relâchements ont les effets inverses.
Dans chaque métamère, les muscles circulaires et longitudinaux entourent une cavité cœlomique remplie de liquide cœlomique. Il est composé de 90% d’eau mais aussi de cellules, de peptides antimicrobiens et de diverses protéines. Le cœlome correspond à l'ensemble des cavité et liquides cœlomiques de l'organisme.
Lorsque les muscles de la paroi corporelle se contractent, ils exercent un force sur la surface des cavités cœlomiques qui se traduit par une pression. Le liquide cœlomique étant incompressible, si la pression appliquée est uniforme, une rigidification du corps intervient justifiant le nom d'hydrosquelette donné au dispositif.
Les cavités cœlomiques étant déformables, si la pression exercée est asymétrique, une déformation des segments se produit. Ainsi, une onde de contractions de la musculature pariétale se propageant de segment en segment provoque les déformations successives des segments, dans le sens de propagation de l’onde et assure le déplacement de l'organisme.
Un métamère de Lombric peut être assimilé à un cylindre rempli de liquide. Son volume est exprimé par la formule :
V = Π x r2 x l
avec
V, volume de liquide cœlomique en litres ;
r, rayon du métamère en mètres ;
l, longueur du métamère en mètres.
Le liquide cœlomique étant incompressible, le volume du métamère est constant. En conséquence, quand le rayon du segment diminue, sa longueur augmente et inversement.
Ainsi, lorsque les muscles circulaires se contractent, le rayon des segments diminue. Simultanément les muscles longitudinaux se relâchent et la longueur des segments augmente. Les phénomènes inverses provoquent une augmentation du rayon des segments et une diminution de leur longueur.
La locomotion implique en outre une interaction avec le substrat.
Les soies sont des expansions épidermiques permettant l’ancrage et contribuant ainsi au déplacement de l’organisme.
Dans un premier temps, les muscles circulaires sont relâchés et les muscles longitudinaux sont contractés alors que les soies sont ancrées dans le substrat. Dans un deuxième temps, les muscles circulaires sont contractés et les muscles longitudinaux sont relâchés alors que les soies sont libres. Les segments s'allongent vers l'avant. Dans un troisième temps, le relâchement des muscles circulaires, la contraction des muscles longitudinaux et l'ancrage des soies dans le substrat tractent le corps vers l'avant. La coordination des actions des deux types de muscles et des soies permet le déplacement de l’animal.
D’autres Annélides comme les Polychètes et notamment la Néréis sont dotés d’un très grand nombre de soies portées par des expansions latérales des métamères appelées parapodes. Elles permettent une nage impliquant des ondulations corporelles. Les Achètes telles que la Sangsue ont un cœlome réduit, sont dépourvues de parapodes et possèdent des muscles supplémentaires, obliques. Elles développent une locomotion différente de celle des autres Annélides, se déplaçant grâce à des ventouses.
L’hydrosquelette, grâce à ses déformations, est impliqué dans les mouvements du corps entier des Annélides.
D’autres organismes présentent des mouvements concernant une seule partie du corps, comme les Mollusques, dont le pied assure le déplacement.