Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blouson, asseyez vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour mes petits 🙂 Qui veut faire le petit rappel aujourd’hui ? »
Samuel et Léo : « Moi ! Moi ! »
Max : « Quel choix cruel… Samuel, tu commences. Léo, tu prendras la suite. »
Samuel : « Nous nous demandons comment le sang est réapprovisionné en dioxygène. Nous avons fait l’hypothèse que cela se passe au niveau des poumons. L’air arrive aux poumons par les voies respiratoires : le nez, la trachée, les bronches et les bronchioles. Tout au bout il y a les alvéoles pulmonaires. »
Léo : « Pour que l’air se déplace dans les voies respiratoires il faut des mouvements respiratoires réalisés grâce à des muscles respiratoires. Il faut savoir que les poumons sont collés à la cage thoracique par les plèvres. Quand les muscles respiratoires se contractent, ils font augmenter le volume des poumons et l’air entre. Quand ces mêmes muscles se relâchent, le volume des poumons diminue et l’air sort. »
Samuel : » Pour terminer nous savons qu’il y a beaucoup d’alvéoles pulmonaires et qu’elles sont forcément très petites. »
Léo : « Elles sont couvertes de vaisseaux sanguins tout petits eux-aussi. »
Samuel : « Ce qui fait que dans les poumons, l’air et le sang sont très proches l’un de l’autre tout en étant séparés. »
Léo : « Nous pouvons affiner notre hypothèse de départ. »
Samuel : « Nous supposons maintenant que le sang est réapprovisionné en dioxygène au niveau des alvéoles. »
Max : « Bravo ! C’est parfait ! Quel plaisir de vous écouter 🙂 Nous allons vérifier cette hypothèse. Mais tout d’abord, il nous faut schématiser une alvéole pulmonaire. Léo, au tableau ! »
Léo : « J’y vais de ce pas 🙂 Alors… Voilà ! »
Max : « Léo, il me semble que tu as oublié la légende ! »
Léo : « J’allais la faire… Voilà ! «
Max : « C’est mieux ! Peux-tu expliquer ce que signifie la petite flèche noire que tu as ajouté en bas ? »
Léo : « C’est le sens de circulation du sang monsieur Max. »
Max : « Très bien ! Comment pourrions-nous vérifier notre hypothèse ? Je vous la rappelle : On suppose que le sang se réapprovisionne en dioxygène au niveau des alvéoles pulmonaires. J’attends vos propositions de protocoles… »
Samuel : « Il faut mesurer la quantité de dioxygène dans l’air inspiré et dans l’air expiré en utilisant un oxymètre. Ensuite, il faut mesurer la quantité de dioxygène dans le sang qui arrive à l’alvéole et dans le sang qui repart de l’alvéole. »
Max : « C’est exactement ça ! Je vous donne les résultats de ces mesures puis vous construirez le schéma comme je vous l’ai appris. Cela vous permettra de formuler la conclusion ! Voici le document… »
Max : « Appliquez-vous ! Je sais que cette activité n’est pas facile mais vous êtes capable de la réussir. Dites-vous aussi que c’est un entraînement pour une autre activité qui ressemble beaucoup à celle-ci. Nous verrons si vous avez fait des progrès… »
Max : « Bonjour à tous ! J’espère que vous allez tous bien ! Aujourd’hui nous allons corriger l’exercice de légende. »
Le schéma à légender.
Max : « C’est un tableau interactif 🙂 Nous sommes modernes nous 🙂 Léo, au tableau ! «
Léo au tableauLéo a terminé.
Max : « Très bien Léo ! Je vois que tu as donné une échelle. C’est plutôt une réduction. Peux-tu expliquer comment tu l’as trouvée ? »
Léo : « Bien sûr monsieur Max ! D’abord, j’ai mesuré la distance entre le diaphragme et la cavité nasale sur le dessin. Comme ça… »
Léo réalise une mesure sur le document.
Léo : « Alors… Le diaphragme est à peu près à 9 cm et la cavité nasale est environ à 17 cm. Sur le document la distance de la cavité nasale est d’environ 8 cm. Vous nous avez dit que dans la réalité la distance est d’environ 50 cm. En vrai 50, sur le document 8… Les mesures ont été divisées sur le document. J’en ai déduit le signe diviser. Ensuite… Je me demande comment passer de 50 à 8. Je sais que 6 x 8 = 48. 48 c’est presque 50. Je sais donc que les mesures ont été divisées par 6 environ. C’est pour cela que j’ai indiqué divisé par six dans le coin du document. »
Max : « C’est très bien Léo. J’espère que tes explications seront suffisantes. C’est tout pour cette petite correction. Nous nous retrouverons plus tard. »
Dites les élèves, vous ne donnez pas beaucoup de vos nouvelles… On s’inquiète pour vous nous…
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour mes petits 🙂 Qu’avez-vous retenu jusque maintenant ? »
Léo : « Nous étudions l’approvisionnement du sang en dioxygène. »
Samuel : « Il se fait grâce à l’appareil respiratoire. L’appareil respiratoire comprend les voies respiratoires, la cage thoracique et les muscles respiratoires. »
Léo : « Quand les muscles respiratoires se contractent, la cage thoracique gonfle et l’air entre dans les poumons. Quand ces mêmes muscles se relâchent, la cage thoracique s’affaisse et l’air est expiré. »
Max : « Très bien ! »
Léo : « Nous savons aussi qu’il y a des tas de vaisseaux sanguins dans les poumons ! On le sait grâce au moulage avec la cire ! »
Max : « Cette image t’a marquée apparemment Léo. »
Léo : « Rhooo oui ! C’est impressionnant ! »
Samuel : « Mais on ne voit pas les tous petits détails ! On ne sait pas ce qu’il y a au bout des bronchioles les plus fines ! »
Max : « C’est vrai. C’est ce que nous allons voir maintenant. Le plus simple est d’observer un morceau de poumon au microscope optique. Voyez ce que ça donne… »
Photographie d’un morceau de poumon observé au microscope optique.
Samuel : « Pfff… »
Léo : « Pas facile… Je suppose qu’en blanc c’est l’air… »
Max : « Oui Léo. »
Samuel : « Et le reste… Il doit y avoir la paroi des… Ça s’appelle comment monsieur Max ? »
Max : « De quoi parles-tu Samuel ? »
Samuel : « Je pense que ça fait comme des petits sacs dans lesquels il y aurait de l’air. »
Léo : « Et les vaisseaux sanguins seraient collés à la paroi de ces petits sacs. »
Max : « Ce que vous appelez des petits sacs sont en fait des alvéoles pulmonaires. »
Photographie d’un morceau de poumon observé au microscope optique.
Max : « En passant au microscope électronique c’est peut-être plus facile à comprendre… »
Photographie d’un morceau de poumon observé au microscope électronique à balayage.
Léo : « Ah oui ! On voit comme des olives ! Ce sont les alvéoles ! »
Samuel : Et dessus il y a les vaisseaux sanguins. On en voit un sur la droite. Il se divise en des tas de petits vaisseaux encore plus fins qui recouvrent bien la paroi de l’alvéole. »
Max : « Vous avez bien interprété cette photographie 🙂 Voici un schéma qui reconstitue ce que nous venons d’observer. »
Schéma d’une grappe d’alvéole pulmonaire.
Léo : « Au niveau des alvéoles, le sang et l’air sont très proches ! C’est là qu’il doit y avoir les échanges entre l’air et le sang ! »
Max : « C’est une bonne hypothèse Léo. Nous la vérifierons la prochaine fois. Pour le moment notons la leçon du jour. »
III. LE FONCTIONNEMENT D’UNE ALVÉOLE.
1. Structure d’une alvéole.
A l’extrémité des bronchioles les plus fines on observe des petites grappes d’alvéoles pulmonaires. Elles sont remplies d’air. A la surface de ces alvéoles il y a des capillaires sanguins. Ce sont des vaisseaux sanguins très fins. Au niveau des alvéoles l’air et le sang sont très proches l’un de l’autre.
Photographie d’alvéoles pulmonaires observées au microscope.
Quelques chiffres…
Il y a environ 300 millions d’alvéoles pulmonaires par poumons. La surface totale de contact entre les alvéoles et les vaisseaux sanguins est d’environ 90 m2 ce qui équivaut à la surface d’un terrain de tennis. La distance qui sépare l’air du sang dans une alvéole est d’environ un millième de millimètre…
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour mes petits 🙂 Pourriez-vous me rappeler où nous nous étions arrêtés ? »
Léo : « Aux voies respiratoires ! Elles débutent par le nez ou la bouche et se poursuivent par la trachée. La trachée se divise en deux bronches en arrivant aux poumons et les bronches donnent de multiples bronchioles de plus en plus fines et nombreuses. »
Samuel : « Et vous aviez terminé le cours en parlant rapidement du diaphragme. »
Léo : « Nous étions donc en pleine étude de l’appareil respiratoire ! »
Samuel : « Moi j’aimerais bien comprendre comment les poumons gonflent et se dégonflent… »
Max : « La ventilation pulmonaire… Si tu veux Samuel ! Bien vous savez que les poumons se situent dans le thorax. Plus précisément, ils se situent dans la cage thoracique. »
Léo : « Elle est constituée par les côtes ! »
Max : « Oui Léo, mais pas seulement. Les côtes doivent bien s’attacher sur quelque chose… Voici un dessin du squelette thoracique pour que vous compreniez mieux… »
Dessin du squelette thoracique
Max : « Vous voyez donc que la cage thoracique est formée de douze côtes. Elles sont toutes attachées à la colonne vertébrale. Les vertèbres qui portent des côtes sont appelées vertèbres thoraciques. Les vraies côtes s’attachent au sternum par des cartilages. »
Léo : « Les cartilages sont souples ! Comme dans le bout du nez ou dans les oreilles ! »
Samuel : « Comme ça quand la cage thoracique bouge, les côtes peuvent se déplacer ! »
Max : « Oui mes petits 🙂 Les fausses côtes sont attachées indirectement sur le sternum et les 2 paires de côtes flottantes ne sont pas du tout attachées au sternum. »
Léo : « Nous connaissons maintenant les os de l’appareil respiratoire. »
Samuel : « Monsieur Max, comment les poumons sont-ils attachés aux côtes ? »
Max : « Bonne question Samuel ! La face interne de la cage thoracique est recouverte d’un tissu fin appelé plèvre pariétale. Les poumons sont eux mêmes recouverts extérieurement par un tissu identique : la plèvre viscérale. Entre les deux plèvres il y a du vide qui les colle l’une à l’autre. »
Léo : « C’est le vide qui les colle ? »
Max : « Oui Léo 🙂 A quoi pourrais-je comparer cela… Les sacs plastiques du rayon fruits et légumes des magasins ! Les deux côtés du sac sont collés par le vide ! Je vois souvent des gens s’énerver parce qu’ils n’arrivent pas à ouvrir les sacs 🙂 »
Léo : « Merci monsieur Max. Donc les poumons sont collés à la cage thoracique par les plèvres. Mais pour réaliser un mouvement, il faut des muscles ! »
Max : « Les muscles respiratoires ! Les voici… »
Dessin des muscles respiratoires
Max : « Il y a donc les muscles élévateurs des côtes, les muscles intercostaux et le diaphragme. »
Samuel : « Donc l’appareil respiratoire comporte les voies respiratoires, les poumons, la cage thoracique et les muscles respiratoires. »
Max : « Oui Samuel. Tous ces organes permettent la ventilation pulmonaire. C’est à dire l’inspiration et l’expiration. La plupart du temps, seule l’inspiration est active. Pour inspirer, il faut contracter les muscles élévateurs des côtes, les muscles intercostaux et le diaphragme. Dans ce cas, le volume de la cage thoracique augmente. »
Léo : « Et comme les poumons sont collés à la cage thoracique par les plèvres, quand le volume de la cage thoracique augmente, le volume des poumons augmente ! »
Samuel : « Et ça aspire l’air ! »
Léo : « Ça alors ! Je pensais que c’était l’air qui faisait gonfler les poumons en entrant ! Mais en fait c’est parce que le volume des poumons augmente que l’air entre ! »
Max : « Et oui ! »
Léo : « Et pour l’expiration ? »
Max : « Il suffit que les muscles se relâchent. La cage thoracique s’affaisse et appuie sur les poumons. »
Samuel : « Et les poumons se vident ! »
Léo : « Donc l’inspiration est active et l’expiration est passive ! »
Max : « Sauf dans le cas de l’expiration forcée… Voici une petite animation qui reprend ce que nous venons de voir… »
Léo : « C’est exactement ce qu’on vient de voir ! »
Max : « Bien sûr Léo ! Pour encore mieux comprendre je vous propose de réaliser un modèle de ventilation pulmonaire. Voici une vidéo qui vous explique comment faire… »
Samuel : « Rholala ! Ah bah oui ! On voit bien que ce sont les mouvements du diaphragme qui font entrer l’air ! »
Max : « Oui Samuel ! Rholala 🙂 Bien, nous pouvons noter la leçon. Prenez vos cahiers… »
2) Les autres organes de l’appareil respiratoire.
L’appareil respiratoire comporte également les os de la cage thoracique (côtes, vertèbres et sternum) ainsi que des muscles respiratoires dont le plus important est le diaphragme.
II. LA VENTILATION PULMONAIRE.
La ventilation pulmonaire est le renouvellement de l’air contenu dans les poumons. Elle comprend deux temps : l’entrée de l’air dans les poumons lors de l’inspiration et la sortie de l’air lors de l’expiration.
La ventilation est permise par des muscles respiratoires. Lorsque les muscles respiratoire se contractent, le volume de la cage thoracique et des poumons augmente et l’air est inspiré. Lorsque ces muscles se relâchent le volume de la cage thoracique et des poumons diminue et l’air est expiré.
Max : « La leçon est terminée. Avez-vous des questions ? »
Samuel et Léo : « Non monsieur Max ! »
Max : « Si vous le voulez vous pouvez réaliser une maquette de poumons. Vous me la donnerez la prochaine fois que nous nous verrons. Faites attention à vos doigts en découpant la bouteille ! »
Samuel et Léo : « Oui monsieur Max ! Au revoir monsieur Max ! »
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour 🙂 Nous allons commencer. Je rappelle l’une de nos observations de départ. Lors de son passage dans le sang, le sang s’appauvrit en dioxygène. »
Léo : « Le problème est : Comment le sang est-il réapprovisionné en dioxygène ? »
Max : « Je n’ai même plus le temps de poser les questions 🙂 Observation, problème… »
Samuel : « Nous devons maintenant formuler une hypothèse ! Ce n’est pas très difficile. Je suppose que le sang est réapprovisionné en dioxygène lors de la respiration. »
Léo : « Ça, on le sait déjà ! Je préciserais que cela se passe au niveau des poumons puisque les humains ont des poumons. »
Max : « C’est ce que nous allons voir dans ce chapitre… Commençons par étudier l’appareil respiratoire… »
Léo : « Nous allons encore voir une dissection ? »
Max : « Je préfère éviter de disséquer un humain… Je risquerais d’aller en prison 🙂 «
Léo : » 🙂 Monsieur Max, j’ai une question ! Nous avons parlé d’appareil digestif. Maintenant nous parlons de l’appareil respiratoire. Qu’est ce qu’un appareil ? »
Max : « Bonne question Léo ! Un appareil est un ensemble d’organes qui contribuent à la réalisation d’une même fonction biologique. »
Samuel : « Compris ! Tous les organes de l’appareil respiratoire contribuent à la respiration. Même indirectement ! »
Léo : « Il doit y avoir les poumons dans l’appareil respiratoire. »
Samuel : « Oui mais ils sont là, dans le thorax. Et l’air passe par le nez ou la bouche. Il faut des tuyaux pour conduire l’air jusqu’aux poumons. »
Léo : « Et puis les poumons bougent ! Il doit y avoir des muscles attachés à des os pour faire bouger les poumons. »
Max : « Bravo mes petits ! Tous les organes que vous avez cités appartiennent bien à l’appareil respiratoire. Je vous montre une jolie image qui montre en partie l’appareil respiratoire… »
Image de synthèse montrant les poumons en place.
Samuel : « C’est une image de synthèse ! Ce n’est pas ce qu’on voit ! Comment les scientifiques ont-ils pu avoir les informations qui ont permis de réaliser cette image monsieur Max ? »
Max : « Il y a la dissection évidemment. Chez le lapin, le rat, l’Homme… Il y a d’autres techniques. Il existe par exemple un gaz qui est visible si on fait une radiographie. Si on le fait respirer à un individu et qu’on fait une radiographie, on peut voir le trajet que va faire ce gaz. Regardez ce que cela donne… »
Radiographie montrant les voies respiratoires.Autre vue des voies respiratoires
Léo : « Ça fait comme un arbre à l’envers ! »
Samuel : « Il y a un tuyau unique qui se divise d’abord en deux puis chacun des branches se divise à son tour en branches de plus en plus petite ! Comme un arbre ! »
Max : « Ce sont les voies respiratoires également appelées voies aériennes. Elles débutent pas le nez ou la bouche, se poursuivent par la trachées qui donne les deux bronches. Il y a ensuite des bronchioles de plus en plus fines. »
Léo : « C’est par là que passe l’air ! »
Max : « Oui Léo ! »
Samuel : « Mais si le rôle des poumons est de permettre au sang d’être réapprovisionné en dioxygène, il doit y avoir du sang également ! »
Max : « Bien raisonné Samuel ! »
Léo : « C’est possible de voir ça à la radio ? »
Max : « Je ne sais pas. Je préfère une méthode ancienne… Très impressionnante. Elle se fait sur une personne morte. On peut remplir ses vaisseaux sanguins avec de la cire colorée. Ensuite on dissous le corps avec de l’acide et il ne restera que le moulage des vaisseaux sanguins. On peut utiliser cette technique pour mettre en évidence les vaisseaux sanguins contenus par les poumons mais aussi pour les voies respiratoires. Voici ce que ça donne… »
Moulage en cire des voies aériennes et des vaisseaux sanguins des poumons.
Léo : « Rholala ! »
Samuel : « C’est impressionnant ! »
Léo : « En blanc, ce sont les voies respiratoires. »
Samuel : « Et en rouge et bleu ce sont les vaisseaux sanguins ! »
Léo : « Si je comprends bien, un poumon c’est un organe dans lequel il y a des tas de petits tuyaux remplis d’aire et des tas de petits tuyaux remplis de sang ! »
Samuel : « Ces tuyaux se collent les uns aux autres et il y a des échanges de gaz entre les deux ! »
Max : « Très bien raisonné ! Bravo mais petits mais ce n’est pas aussi simple que cela. Nous verrons les détails la prochaine fois. Pour le moment, vous allez légender un document montrant les voies respiratoires. »
Samuel : « Oui monsieur Max ! Ça va être facile 🙂 «
Max : « Pour la légende, il faut utiliser les mots ou expressions suivants : cavité buccale, cavité nasale, gorge, trachée, bronche, bronchiole, diaphragme, poumon. N’oubliez ni le titre ni l’échelle ! Pour vous aider sachez que la distance entre le nez et le diaphragme est d’environ 50 cm. »
…
Max : « Je vous donnerai le corrigé plus tard mais je crois avoir vu que vous aviez bon 🙂 Pour le moment, nous pouvons noter le début de la leçon. »
L’APPROVISIONNEMENT DU SANG EN DIOXYGÈNE
Lors de son passage dans les organes, le sang s’appauvrit en dioxygène. Comment le sang est-il réapprovisionné en dioxygène ?
I. ANATOMIE DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE.
L’appareil respiratoire comprend tous les organes qui permettent la respiration.
1. Les voies respiratoires.
Les voies respiratoires sont des tuyaux dans lesquels se déplace l’air lors de la ventilation pulmonaire. Les voies respiratoires commencent par le nez ou la bouche. Elles se poursuivent par la trachée qui se divisent en deux bronches en arrivant aux poumons. Les bronches se divisent en bronchioles de plus en plus fines et de plus en plus nombreuses.
Max : « Bonne question ! C’est un muscle respiratoire. Il sépare le thorax de l’abdomen. Lorsqu’il se contracte il provoque une augmentation du volume de la cage thoracique et de l’air entre dans les poumons. Je vous expliquerai ça lors de la prochaine séance. Pour le moment, vous pouvez ranger vos affaires et filer en récréation. »
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max. »
Max : « Bonjour 🙂 Commençons par un petit rappel. Léo ? »
Léo : « Oui, je veux bien 🙂 Nous avons vu que pour favoriser la fécondation, il faut que les partenaires se rencontrent. Pour cela, il peut avoir des phéromones libérées par les femelles. Elles attirent les mâles. »
Samuel : « Ensuite, pour être sûr que les deux individus sont de même espèce, ils peuvent faire des parades. »
Léo : »Et si les gamètes sont libérés au hasard dans l’eau, l’ovule libère des molécules qui attirent les spermatozoïdes. »
Max : « Très bien ! Nous allons noter tout cela dans les cahiers. Notez… »
IV. (Suite)
1. (Suite)
Chez beaucoup d’espèces, les femelles attirent les mâles en libèrent des molécules attractives appelées phéromones.
2. L’attraction entre gamètes.
Quand les gamètes sont libérés directement dans l’eau, il y a deux mécanismes qui favorisent leur rencontre. Le premier est que les gamètes sont libérés en même temps. Les individus sont synchronisés. Ensuite, les ovules libèrent des molécules qui attirent les spermatozoïdes. Ces molécules sont spécifiques c’est à dire qu’elle n’attirent que les spermatozoïdes de la même espèce.
Max : « Voilà 🙂 Je pourrais ajouter des tas de choses à ce chapitre mais nous avons encore beaucoup de choses à voir cette année. Alors si vous n’avez pas de questions, nous allons nous arrêter là. »
Bonjour à tous ! Lors de la séance précédente je vous ai parlé des microbes. Vous savez maintenant que le groupe des microbes est artificiel. Il ne correspond pas à un groupe biologique puisqu’il est fondé uniquement sur un seul critère : la taille ! Pour être un microbe, il faut être invisible à l’œil nu. Maintenant que vous savez ça je peux vous montrer quelques uns de ces microbes. Commençons par les bactéries…
LES BACTÉRIES…
A quoi ressemble une bactérie ? Un schéma devrait vous aider à comprendre…
Schéma d’une bactérie observée au microscope (source : lesbacteries-canalblog.com)
Une bactérie possède une membrane et un cytoplasme. C’est donc bien une cellule. Mais elle n’a pas de noyau ! Le chromosome, où le filament d’A.D.N., se trouve directement dans le cytoplasme. Les bactéries ont une paroi et certaines ont des filaments qui leur permettent de se déplacer. Mais quelle est la taille d’une bactérie me demanderez-vous ? Ça dépend de la bactérie mais, bien évidemment, les bactéries sont invisibles à l’œil nu. Les photographies suivantes vous donneront une idée de la taille de bactéries moyennes…
Photographies de bactéries Escherichia coli sur une tête d’épingle observée au microscope électronique à balayage.
Bon, d’accord, il n’y a pas d’échelle. Mais ce n’est pas moi qui ai fait le document ! La bactérie est Escherichia coli. En voici un autre portrait…
Photographie de bactéries Escherichia coli observées au microscope électronique à balayage (Source : wikipédia)
Là, il y a une échelle. La graduation en bas à droite représente 2 micromètres soit 2 millionièmes de mètre… Escherichia coli mesure donc quelques microns…
Escherichia coli est une bactérie très abondante dans l’intestin grêle humain. Elle représente 80% de la masse du microbiote intestinal. Elle est donc indispensable à notre bon fonctionnement. Malheureusement il existe des souches pathogènes qui provoque des gastro-entérites, des infections urinaires, des méningites…
Voici une autre espèce bactérienne…
Photographie de Staphylocoques dorés observés au microscope électronique à balayage.
Il s’agit de staphylocoques dorés. Entre 15 et 30 % de la population en a sur la peau sans aucun effet. On la trouve également dans les fosses nasales, sur les muqueuses ou un peu dans le tube digestif. Parfois, elle devient pathogène et peut provoquer des infections graves.
Vous avez remarqué que les bactéries n’ont pas toutes la même forme. Les E. coli sont en bâtonnets. Les Staphylocoques sont sphériques… Voici une classification des bactéries selon leur forme…
Classification des bactéries selon leurs formes (source : www.astrosurf.com)
On pense souvent que les bactéries sont nos ennemies mais souvenez-vous que c’est grâce à elle que nous faisons des yaourts (Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Streptococcus thermophilus), des fromages (Brevibacterium linens est responsable de la coloration orangée des fromages à ‘odeur de pied’ comme le munster, le livarot…)…
LES VIRUS…
En ce moment, les coronavirus occupent le devant de la scène en particulier le SRAS-CoV-2 qui provoque la maladie CoViD-19. Il s’agit du Syndrome Respiratoire Aigu et Sévère provoqué par le CoronaVirus apparu en 2019. Les coronavirus forment une famille de virus qui se ressemblent beaucoup. Voici une photographie du coronavirus à l’origine du Syndrome Respiratoire Aigu et Sévère (SRAS).
Photographie du coronavirus à l’origine du SRAS observé au microscope électronique à transmission.
Des molécules de surface forment comme une couronne autour du virus d’où l’appellation coronavirus. Les coronavirus provoquent presque tous des infections respiratoires.
Il existe des tas de virus qui sont pathogènes pour une ou plusieurs espèces. La plupart du temps, un virus qui touche une espèce est inoffensif pour les autres. Mais parfois, non…
Voici des virus étranges…
Photographie de bactériophages T4 au microscope électronique (source : Wikipédia).
Ces étranges virus semblent avoir des pattes. Ils s’attaquent à des bactéries dans lesquelles ils injectent leur petite information génétique. Celle-ci s’insère dans le filament d’A.D.N. de la bactérie qui se met à fabriquer des virus. Parfois, la bactérie produit tellement de virus qu’elle finit par éclater et meurt.
Si vous vous souvenez de ce que vous avez lu il y a quelques minutes, vous savez que certaines bactéries nous rendent malades. Certains médecins ont eu l’idée géniale d’utiliser des bactériophages pour détruire les bactéries qui nous rendent malades ! Malheureusement, ces recherches ne sont pas encore vraiment autorisées en France… Je vous mets un lien vers un excellent documentaire…
Les virus ne seraient donc pas tous mauvais pour nous. Certes certains sont pathogènes. D’autres n’ont aucun effet. Et les bactériophages pourraient sauver des vies…
LES PROTOZOAIRES…
Les protozoaires sont des animaux unicellulaires. Ils sont bien sûr très petits. Voici un exemple.
Photographie d’une goutte de sang d’un individu infecté par le trypanosome observée au microscope. On voit des globules rouges et quatre trypanosomes. Un globule rouge mesure environ 7 micromètres de diamètre. (source : Wikipédia)
Une espèce de trypanosome,Trypanosoma gambiense, peut infecter l’Homme. La transmission, ou contamination, se fait par une mouche bien connue : la mouche Tsé-Tsé. L’infection va donner une maladie appelée maladie du sommeil. L’individu malade est de plus en plus fatigué, s’endort puis tombe dans le coma avant de trouver la mort…
Un autre protozoaire peut infecter l’Homme. Il s’agit du plasmodium. Il est véhiculé par un moustique, le moustique anophèle. Les femelles anophèles piquent pour se nourrir de sang. Je rappelle qu’un tel animal est qualifié d’hématophage. Si l’individu piqué est infecté par le plasmodium, il passe dans la moustique avec le sang prélevé. Une partie des plasmodiums vont aller se placer dans les glandes salivaires de la moustique. Lorsqu’elle pique, elle injecte un peu de salive qui contient un anticoagulant (produit qui évite au sang de former des croûtes). En injectant l’anticoagulant, la moustique infecte une autre personne…
Le plasmodium (Plasmodium falciparum) provoque le paludisme autrefois appelé fièvre jaune, fièvre des marais ou malaria. Cette maladie touche surtout les pays situés entre les tropiques où il provoque la mort d’environ 1 000 000 de personnes par an. Le plasmodium est l’animal qui fait le plus de morts sur terre…
Notons que les personnes touchées par la drépanocytose, ou anémie falciforme, ne développent pas le paludisme. Dans les pays où le paludisme sévit, jusqu’à 60 % de la population est touchée par la drépanocytose. Ceci s’explique aisément. Les enfant non atteints par la drépanocytose meurent jeunes. Les autres, porteurs d’au moins un allèle de la maladie, transmettront donc probablement l’allèle à leur descendance. Une maladie gênante au delà des tropiques est donc un avantage notable pour la survie sous les tropiques… A méditer…
LES MICRO-ACARIENS…
Commençons par une photographie…
Photographie au microscope électronique d’un micro-acarien.
Observons cet animal. Bien que très petit, il possède un squelette externe appelé cuticule. Il possède quatre paires de pattes articulées et son corps comporte deux parties : un céphalothorax et un abdomen. Vous avez reconnu la description d’un Arachnide. C’est donc un cousin des Araignées. Les pièces buccales forment un rostre ce qui en fait un acarien. Comme il est invisible à l’œil nu on parle de micro-acarien.
Les micro-acariens sont connus pour provoquer des allergies. Soyons justes avec eux ! Ils n’y sont pas pour grand chose ! Ce ne sont pas les animaux qui provoquent les allergies ! Ce sont leurs excréments ! Si vous dressez bien vos micro-acariens ils cesseront de faire caca partout et vous n’aurez plus d’allergies 🙂
Les micro-acariens, comme les autres microbes, sont absolument partout. Il y en a dans les lits. Un lit en contient environ… beaucoup de millions. Les micro-acariens des lits appartiennent surtout à l’espèce Dermatophagoïdes pteronyssinius.
Photographie au microscope électronique à balayage de Dermatophagoïdes pteronyssius (Source : www.med.ch).
Les micro-acariens des lits se nourrissent des cellules mortes que nous perdons à tout moment… Ils vivent, se nourrissent, de reproduisent, font caca, meurent… dans nos lits… J’ai lu, il y a quelques temps, un article de journal qui disait qu’un oreiller moyen en France était composé d’environ 30 % d’acariens. A votre place je brûlerais immédiatement mon oreiller 🙂
Quelles mesures pour se débarrasser des micro-acariens ?
D’autres acariens vivent dans notre peau. Ils y creusent des tunnels. La plupart du temps on ne le sait pas. Mais le sarcopte de la gale peut provoquer le gale. C’est une maladie de la peau…
Photographie au microscope électronique à balayage du sarcopte de la gale.
Un dernier exemple. Il s’agit de Demodex folliculorum. Voici son portrait.
Photographie au microscope électronique à balayage du micro-acarien Demodex folliculorum.
Ce micro-acarien vit sur le visage 🙂 Plus un humain est âgés, plus il y a de probabilités qu’il soit porteur de ce charmant animal. Le demodex se nourrit de sébum et de cellules mortes et se reproduit dans les follicules pileux. Je m’arrête là pour ne pas heurter le sensibilité des plus sensibles 🙂
LES CHAMPIGNONS MICROSCOPIQUES…
Commençons par les méchants, ceux qui provoquent des maladies appelées mycoses. Beaucoup d’organes peuvent être touchés mais les mycoses les plus fréquentes touchent la bouche, les pieds, le vagin…
Pour la bouche, il peut s’agir du muguet buccal. Il se repère au tâches blanches qui apparaissent sur la langue, le palais et les gencives. On observe des filaments ou des plaques provoqués par l’accumulation de levure de l’espèce Candida albicans présente naturellement chez les humains. Cette mycose est fréquente chez les bébés de moins de deux mois dont le système immunitaire est encore peu fonctionnel. Cette maladie apparaît également chez les personnes immunodéprimées…
Plusieurs mycoses apparaissent au niveau des pieds : sous les ongles, entre les orteils… Elles sont également causées par des champignons unicellulaires qui se régalent de l’humidité et de la chaleur qui règnent sous les chaussettes 🙂
Je n’en dirai pas plus sur les mycoses.
Passons aux gentils champignons. Il y en a beaucoup. Je ne sais pas par lequel commencer… Mmmm… Si ! Saccharomyces cerevisae ! Vous en mangez tous ! Et vous seriez très malheureux sans cette levure ! C’est la levure qui sert à faire gonfler le pain ! Sans elle, pas de pain ! Ni grec ! Ni pâte à pizza ! Ni hamburger ! Merci Sacchoromyces cerevisae ! Tiens, je mets ta photo !
Photographie au microscope électronique à balayage de Sacchoromyces cerevisae (Source : Wikipedia)
On lui doit aussi le vin et la bière. Oui, je sais, ce n’est pas bien de boire de l’alcool. Mais il y a une raison à la consommation d’alcool autrefois ! Essayez de garder de l’eau sans qu’elle deviennent un bouillon de culture ! Allez-y ! Essayez ! C’est facile d’avoir l’eau au robinet et de râler parce qu’elle a un goût qui vous déplaît ! Ou d’acheter de l’eau en bouteilles qui polluent tout ! Nos ancêtres n’avaient pas tout ça ! Alors ils ont inventé les boissons alcoolisées. Tout le monde sait que l’alcool désinfecte ! Bon, d’accord, après ils ont pris l’habitude de trop en boire. Mais c’est un fait : boire de l’alcool donne soif ! Voilà voilà… Inutile de dire qu’il ne faut pas boire d’alcool. Ce n’est ni utile ni malin. Et Saccharomyces cerevisae peut se contenter de faire du pain…
Vous prendrez bien un peu de fromage avec votre pain ? Du roquefort ? Du camembert ? Eux aussi sont faits grâce à des champignons unicellulaires. Plus particulièrement des moisissures. Penicillium roqueforti pour le roquefort et Penicillium camemberti pour le camembert 🙂 Le lait aussi est difficile à conserver. Alors les humains ont inventé les fromages pour le conserver. Pour conserver le lait ils le font moisir 🙂 Il y a des tas de fromages fait à base de champignons. Je ne les connais pas tous. Nous avons donc, le pain, le vin, le fromage qui sont fait à partir de champignons microscopiques. Ajoutons le yaourt et d’autres fromages faits grâce à des bactéries et nous avons la base de l’alimentation européenne. Surtout que pour la charcuterie, il faut aussi des fermentations avec des levures…
Voilà, nous arrivons au terme de cet article pas très appétissant. Quoi que… C’est grâce aux microbes que nous mangeons, que nous digérons (voir l’article sur le microbiote intestinal qui je vais bientôt écrire), que nous allons bien… Mais c’est vrai aussi que c’est à cause des microbes que nous sommes malades… Que retenir de cela ? Simplement que l’équation microbes = maladie est fausse… Et que nous avons tous une responsabilité en matière de contamination. Mais ça, c’est une autre histoire…
En complément du complément, avant que je ne rédige un autre article :
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour mes petits ! »
Léo : » Monsieur Max, j’ai une question ! »
Samuel : « Moi aussi monsieur Max ! »
Max : « Des questions ? Ça me plaît bien 🙂 Léo, quelle est ta question ? »
Léo : « Nous avons vu que les animaux se livrent parfois à des parades avant de faire la fécondation. Mais parfois les individus sont très éloignés les uns des autres. Comment font-ils pour se retrouver ? »
Max : « Très bonne question ! Avant de te répondre, je voudrais entendre la question de Samuel. »
Samuel : « Ma question concerne les gamètes qui sont libérés dans l’eau. Mais c’est un peu le même problème que celui que soulève Léo : comment font les gamètes pour se retrouver dans l’eau ? »
MAx : « Très bonne question également. Mais une chose à la fois. Aujourd’hui nous allons nous concentrer sur la question de Léo. Vous n’êtes pas les premiers à vous poser cette question. Jean-Henri Fabre (1823-1915), un grand entomologiste français s’est lui aussi interrogé à ce sujet. Voici ce qu’il a écrit dans ses Souvenirs entomologiques.« Léo : « Monsieur Max, avez-vous déjà vu le grand paon de nuit ? »
Max : « L’adulte non. Mais j’ai croisé une chenille un jour 🙂 «
Monsieur Max est une chenille du grand paon de nuit 🙂
Léo : « Rhooo la chance ! »
Max : « Et oui 🙂 Revenons à nos papillons… »
Samuel : « Je suppose que le grand Fabre a formulé une hypothèse. »
Max : « Oui Samuel. La voici :
Léo : « D’accord. Elle est formulée bizarrement mais je comprends. »
Samuel : « Il faudrait une expérience pour vérifier cette hypothèse. »
Max : « Là voici ! »
Un mâle du grand paon de nuit peut retrouver une femelle à plusieurs kilomètres. On peut émettre l’hypothèse qu’une substance émise dans l’air attire les mâles.
Léo : « Je suppose que nous devons rédiger une démarche expérimentale ? »
Max : « Tu supposes bien Léo 🙂 Vous aurez alors la réponse à la question que tu nous as posé 🙂 Au travail ! »
Un peu plus tard…
Samuel : « Terminé ! »
Léo : « Terminé aussi ! »
Max : « Je ramasse vos copies… Bien… Vous avez bien mérité votre récréation. Allez vous dégourdir les pattes en récréation. »
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires.
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour mes petits 🙂 «
Léo : « Je fais le petit rappel ! Nous parlons de la reproduction sexuée. Il faut un mâle qui produit des spermatozoïdes et une femelle qui produit des ovules. »
Samuel : « Et il faut qu’ils soient de la même espèce ! »
Léo : « Merci Samuel, j’allais l’oublier. Ensuite, soit il y a accouplement soit il n’y a pas accouplement. Mais l’ovule et le spermatozoïde vont ce rencontrer et ça va donner une cellule-œuf. »
Samuel : « C’est la fécondation ! C’est la rencontre suivie de la fusion d’un ovule et d’un spermatozoïde. Elle donne naissance à une cellule-œuf à l’origine d’un nouvel individu ! »
Max : « C’est très bien ! Encore une fois vous connaissez bien vos leçons. Nous allons maintenant voir la suite. Reprenons les images de la fécondation… «
Photographies montrant les étapes de la fécondation.
Max : « Vous vous souvenez que seul le noyau du spermatozoïde pénètre l’ovule puis ces deux noyaux fusionnent. »
Léo : « Ça donne la cellule-œuf ou zygote. »
Max : « Voici la suite… »
Photographies montrant le développement de la cellule-œuf.
Samuel : « La cellule-œuf s’est multipliée pour donner deux cellules ! »
Léo : « Puis ces deux cellules se sont multipliées pour en donner quatre ! »
Samuel : « Après il doit y en avoir huit ! »
Max : « C’est exact ! Que remarquez-vous au sujet de la taille des cellules ? »
Léo : « Elles sont de plus en plus petites ! »
Samuel : « Ça ne m’étonne pas ! Monsieur Max nous a dit que l’ovule, donc la cellule-œuf, est une cellule de très grande taille par rapport aux cellules de l’individu. »
Léo : « Monsieur Max, comment appelle t-on le machin constitué de quelques cellules ? »
Max : « C’est un embryon. On lui donne des noms différents selon le stade d’évolution. C’est d’abord une morula puis une blastula, une gastrula… Mais retenez embryon. Revoyons cela en film… »
Max : « Qui veut résumer ce que nous venons de voir ? »
Samuel et Léo : « Moi ! moi ! »
Max : » 🙂 Léo… »
Léo : « Suite à la fécondation, la cellule-œuf se multiplie et devient un embryon. A chaque multiplication une cellule donne deux cellules. »
Max : « C’est très bien Léo. Ensuite, ça se complique. L’embryon peut donner une larve. »
Samuel : « Comme chez les insectes ? »
Max : « Oui et non… Chez les insectes que nous avons étudiés en 6ème, la larve sort de l’œuf. »
Samuel : « Ah oui ! Je me souviens ! œuf, larve, nymphe et adulte ! »
Léo : « Ce sont les étapes du développement avec métamorphose ! »
Max : « Oui mes petits 🙂 Prenons l’oursin maintenant. Les gamètes sont libérés dans l’eau et il y a une fécondation externe. La cellule-œuf donne un embryon directement dans l’eau puis cet embryon devient une larve…. »
Larve d’oursin (SNV Jussieu)
Léo : « Monsieur Max, quelle est la différence entre l’embryon et la larve ? »
Max : « L’embryon ne se nourrit pas. Ses cellules utilisent les réserves nutritives qui avaient été stockées dans la cellule-œuf. »
Léo : « Merci monsieur Max. »
Samuel : « Ce que vous nous dites se déroule dans l’eau. Mais en milieu aérien ? »
Max : « Bonne question Samuel. Il y a deux possibilités : soit la femelle pond un oeuf, soit le développement se fait dans la femelle. »
Samuel : « Les ovipares et les vivipares ! »
Léo : « Mais je suppose que dans les deux cas, la cellule-œuf donne un embryon ! »
Max : « Oui Léo. Puis l’embryon donne une larve ou un fœtus. Voilà, vous savez tout ! Avez-vous des questions ? «
Samuel et Léo : « Non monsieur Max ! »
Max : « Alors prenez vos cahiers et notez ! »
III. LES PREMIÈRES ÉTAPES DU DÉVELOPPEMENT.
Suite à la fécondation, la cellule-œuf se multiplie et devient un embryon. A chaque multiplication une cellule donne deux cellules. Les multiplications cellulaires se poursuivent. En milieu aquatique, l’embryon devient une larve autonome qui se nourrit seule. En milieu aérien il y a deux possibilités principale. Chez les espèces ovipares, le développement se fait dans un œuf pondu par la femelle. Chez les espèce vivipares, l’embryon se transforme en fœtus puis un nouveau-né vient au monde après une gestation de durée variable.
Une espèce ovipare est une espèce dont les femelles pondent des œufs.
Une espèce vivipare est une espèce dont les petits viennent au monde entièrement formés.
Un oxymètre est un appareil permettant de mesurer la quantité de dioxygène.
L’eau de chaux est un liquide incolore qui blanchit en présence de dioxyde de carbone.
La respiration est un échange de gaz entre un être vivant et son environnement. L’être vivant prélève du dioxygène dans son environnement et y rejette du dioxyde de carbone.
La fréquence cardiaque est le nombre de battements du cœur en une minute.
La fréquence respiratoire est le nombre d’inspiration en une minute.
Une hypoglycémie est une baisse du taux de sucre dans le sang.
Un nutriment est une substance nutritive directement utilisable par un organe ou une cellule. Les nutriments viennent des aliments.
L’appareil respiratoire comprend tous les organes qui permettent la respiration.
Les voies respiratoires sont des tuyaux dans lesquels circule l’air lors de la ventilation pulmonaire.
La ventilation pulmonaire est le renouvellement de l’air contenu dans les poumons.
La denture est l’ensemble des dents d’un individu.
Une denture homodonte est une denture dans laquelle toutes les dents sont identiques.
Une denture hétérodonte est une denture dans laquelle il existe plusieurs types de dents.
L’anatomie est la science qui étudie la disposition des organes.
Le tube digestif est un long tube allant de la bouche à l’anus dans lequel avance le bol alimentaire.
Les glandes digestives sont des organes qui produisent des sucs digestifs indispensables à la digestion des aliments. Elles sont branchées sur le tube digestif par des canaux.
L’appareil digestif est constitué d’un tube digestif et des glandes digestives qui produisent les sucs digestifs.
La digestion est l’ensemble des transformations mécaniques (broyage) et chimiques (dissolution) qui conduisent des aliments à une solution riche en nutriments.
L’absorption intestinale des nutriments est le passage des nutriments du tube digestif au sang.
