Respirer...!

[noir_ecaille]

Bonjour,

En introduction du sujet, j'évoque l'épisode précédent ici, concernant les voies respiratoires d'un bestiaire imaginé par James Cameron.

Ça interpelle :

- Question : D'où vient le croisement de nos voies digestive et respiratoire ? Comment ça s'est fait ? Quels avantages et quels inconvénients ?
Du peu récolté, l'appareil respiratoire des vertébrés "aériens" (qui peuvent respirer l'air) dériverait de notre tube digestif (?) -- quelqu'un a des détails ? des liens ?

- Dans le bestiaire de J. Cameron, la plupart des êtres vertébrés (hormis les Na'vi) possèdent des entrées respiratoires clairement visibles dans l'encolure et apparemment distinctes des voies digestives.
Sur Terre, on peut rappeler que les insectes en font presque autant (à part qu'ils sont invertébrés, leur respiration se fait par des orifice latéraux tout le long du corps, débouchant sur des trachées miniature puis "trachioles" et ainsi de suite jusqu'au cellules directement sans passer par la voie sanguine).
Spéculation : nos voies se sépareront-elles un jour ou bien nos bébêtes imaginaires ont-elles nécessairement suivi un évolution différente ?

- Petit et Grand tours d'horizon : il y a plein de façons de respirer (l'oxygène) -- respiration par un appareil spécialisé (branchies, poumons, autre ?), respiration non spécialiste (par peau et muqueuse), et des espèces semblent sortir du lot parce qu'inattendues ou exotiques. La nature foisonne d'innovation bien plus que notre imagination.
On peut citer comme exemple des salamandres et grenouilles sans poumons. Assez renversant !

De manière général je trouve ça fascinant, j'aimerais en connaître un peu plus, juste pour culture générale et plus par curiosité

Cordialement
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[piwi]

Pour enrichir un peu encore la discussion on peut aussi noter que l'évolution de la respiration ne porte pas uniquement sur le développement d'un arbre respiratoire mais aussi sur les modalités de ventilation. Par exemple les grenouilles, pour rester dans le batracien, ne disposent pas des éléments permettant une ventilation active, ils respirent donc par ce que l'on peut appeler un pompage buccal. Ceci à une incidence sur l'anatomie dans le sens où dans ces conditions il est impossible de développer une trachée (ivolume mort trop important pour permettre des échanges gazeux compatibles avec la vie). C'est pourquoi les grenouilles n'ont pas de cou, ce qui permet la communication directe de la bouche sur les poumons.

Il est aussi très intéressant de noter que les poumons aviaires présentent des éléments évolutifs en gagnant une position très dorsale et je crois (je ne suis pas encore allé vérifier) une organisation plus développée que pour les terrestres. Il me semble que la position dorsale est importante car elle a permis aux muscles "pectoraux" (ici je ne considère que la position anatomique, pas forcément seulement les muscles pectoraux vrais) d'être dévolus au vol. La position dorsale joue aussi un rôle dans la stabilité durant le vol.

J'ai pas mal de papiers à revoir avant de pouvoir construire un développement aussi riche que cela le nécessite. N'hésitez pas à commencer à développer des choses ou à diriger la discussion dans un sens.

Cordialement,
piwi

[noir_ecaille]

Alors ? Ces références ?

Concernant les volatiles, est-ce une évolution dû au vol ou était-elle a priori déjà présente chez les ancêtres dinosauriens de ces lignées ?

Je n'ai pas réussi à trouver de schémas de l'appareil respiratoire des batraciens. J'ai un peu de mal à visualiser en fait...

[mh34]

En ce qui concerne l'embryologie proprement dite, ( humaine) un très bon site ici : http://www.embryology.ch/
Effectivement, en médecine, on parle de carrefour aéro-digestif.
En ce qui concerne l'espèce humaine, je ne sais pas quels sont les avantages ( je pense que c'est au niveau du langage articulé) mais les inconvénients sont évidents ; le risque de fausse route! Le système qui nous empêche d'avaler et de respirer en même temps ( la déglutition se fait à glotte fermée) a quelquefois des ratés qui peuvent avoir des conséquences dramatiques...

[A voir en vidéo sur Futura]

[piwi]

J'ai été pris sur d'autres choses ces derniers jours mais j'avance doucement.

Puisque la question était posée au départ pour les vertébrés, nous pourrions commencer par rappeler comme cela se passe chez l'homme, à titre d'exemple.
Donc chez l'homme, la première ébauche d'appareil respiratoire apparait à partir de la 4ème semaine à la face antérieur du tube digestif au niveau pharyngo-oesophagien. Il prend la forme d'un diverticule qui prend le nom de bourgeon pulmonaire. Rapidement, il se compose d'une trachée centrale qui se termine par deux bourgeons bronchiques, un droit et un gauche. Le bourgeons pulmonaire dérive donc de l'endoderme pharygien et emporte avec lui le mesoderme de la splanchnopleure. L'endoderme va donc former le revêtement interne des voies aériennes tandis que la splanchnopleure va former les conjonctives, les muscles ainsi que les anneaux cartilagineux trachéaux.
A la 5ème semaine de développement embryonnaire, les bourgeons bronchiques se ramifient en trois bronches droites et gauches puis poursuivent leur division par dichotomie. Au 6ème mois, 17 divisions se sont produites. Il est intéressant de noter de la subdivision n'est pas achevée à la naissance et qu'il s'en produira encore 6.

Le fait que les voies respiratoires dérivent bien des voies digestives est encore attesté par la pathologie. Certaines personnes naissent avec une fistule tracheo oesophagienne (~1/3000) qui branche le tube digestif sur la trachée.

Voilà rapidement évoqué le développement embryonnaire de l'appareil respiratoire chez l'homme et par prolongation, une introduction à son développement chez les vertébré. Reste à voir à présent son développement dans l'évolution. J'y reviendrai très bientôt.

Pour référence
l'embryologie de Netter (livre)
http://www.md.ucl.ac.be/didac/anat11...asculaire.html
le site dont parlait mh34.

Cordialement,
piwi

[noir_ecaille]

Je comprends mieux pourquoi vous dites que l'appareil respiratoire des vertébrés terrestre dérive de l'appareil digestif. C'est beaucoup plus clair (en tout cas pour les mammifères).

J'ai une question bête : qu'entend-on par "poche aveugle" ?

J'ai hâte de lire la suite concernant l'histoire évolutive de cet appareil complexe. Déjà on comprend mieux la raison pour laquelle on parle de poumons immatures chez les prématurés, ainsi que la nécessité d'une intubation et d'un traitement à base de surfactant.

Si vous connaissez d'autres sites sur le développement embryonnaire de l'appareil respiratoire, par exemple chez les oiseaux et reptiles ou encore le développement de la respiration aérienne chez les jeunes amphibiens...

Toujours dans la lignée respiration, à quoi sont dû les points de côtés ?

[invité576543]

Les oiseaux (et vraisemblablement les dinosaures) ont un système respiratoire plus sophistiqué que le nôtre. Il y a des "sacs aériens" dans les os, qui participent à une voie de retour de l'air.

Ce qui permet une sorte de circulation de l'air, alors que nous procédons par alternance de mouvements linéaires (l'air va dans un sens puis l'autre), ce qui n'est pas vraiment efficace.

Cela permet aux oiseaux de voler sans problème à des altitudes où la majorité des humains s'essoufflent! (Et ce malgré les contraintes mécaniques additionnelles causées par le vol, et le besoin énergétique supérieur.)

Notons aussi que cela permet un métabolisme plus élevé en général, puisque la consommation d'énergie est essentiellement mesurée par la consommation d'oxygène...

Ce sujet est celui de tout un livre, lisible sur la Toile : http://books.nap.edu/openbook.php?re...=11630&page=R3

Tout le livre est sur la respiration, et doit contenir pas mal de réponses aux questions posées ici...

(Mais il est en anglais, ...)

D'autres références pour la respiration des oiseaux, avec jolis dessins :

http://www.peteducation.com/article....+1829&aid=2721

http://www.earthlife.net/birds/breath.html

[noir_ecaille]

Je vais répondre, sinon on va me taxer d'ingratitude... C'est juste que je mets plus de temps à lire en english please

Néanmoins c'est super intéressants. Et un peu compliqué quand même pour respirer, quand on est un oiseau. Faire deux cycles respiratoires pour que l'air ait terminé son petit tour. Est-ce la même chose pour tout les oiseaux (y compris les manchots par exemple) ? En ce cas, les volatiles sont avantagés pour s'oxygéner de façon aérienne, mais peut-être pas très fortiches pour les successions d'apnées longues. Si ?

En revanche, je n'ai pas pu lire le livre en ligne. Si je le trouve en bibliothèque...

Et concernant la respiration des autres ? Lézards, batraciens, vers, crustacés (crabes et cloportes), etc.

[invité576543]

Est-ce la même chose pour tout les oiseaux (y compris les manchots par exemple) ? En ce cas, les volatiles sont avantagés pour s'oxygéner de façon aérienne, mais peut-être pas très fortiches pour les successions d'apnées longues. Si ?

Je ne m'étais pas posé la question. Je n'ai rien trouvé qui permette de penser que les manchots respirent différemment des autres oiseaux.

Un site indique des records de plongée de l'ordre de 20 minutes, et une durée "normale" d'apnée de l'ordre de 2 à 8 minutes. C'est moins performant que les cétacés, mais la différence de taille est peut-être plus en cause que la respiration?

[noir_ecaille]

Toutes mes excuses pour ces réponses éparses dans le temps (examens de continuité de carrière obligent).

Je n'ai pas eu le temps de me renseigner sur les apnées de manchots ni sur l'efficacité respiratoires des cétacés.

Néanmoins je vous remercie pour vos réponses. On reprendra peut-être cette discussion ultérieurement, à l'occasion. En tout cas je vais chercher à me procurer le livres que vous mentionnez, quitte à en faire la traduction française

Cordialement