Sommaire
ILa nutrition chez les animauxALes régimes alimentairesBLes modes respiratoiresCLes systèmes circulatoiresIILa nutrition chez les végétauxALes besoins des plantes pour fabriquer de la matièreBLe transport et le rôle de la sèveChez les animaux, la nutrition se réalise de différentes manières, que ce soit pour l'alimentation, pour la respiration ou pour le système circulatoire. Chez les plantes, la nutrition se fait par production de matière organique durant la photosynthèse.
La nutrition chez les animaux
Chez les animaux, la nutrition implique à la fois l'alimentation, la respiration et la circulation du sang. Il existe différents régimes alimentaires, différents modes respiratoires et différents systèmes circulatoires.
Les régimes alimentaires
On définit le régime alimentaire en fonction du type d'aliment consommé par l'animal. Il existe des relations entre les animaux en fonction de leur alimentation : on parle de chaînes alimentaires qui elles-mêmes se mélangent et forment des réseaux alimentaires.
Régime alimentaire
Le régime alimentaire d'un animal caractérise le type d'aliments qu'il consomme.
Il existe plusieurs sortes de régimes alimentaires.
Végétarien
Un animal qui ne consomme que des aliments d'origine végétale est végétarien.
Carnivore
Un animal qui ne consomme que des aliments d'origine animale est carnivore.
Omnivore
Un omnivore consomme à la fois des végétaux et des animaux.
Tous les êtres vivants sont dépendants les uns des autres. Il existe des relations alimentaires entre eux : on parle de chaînes alimentaires. Chaque être vivant est l'un des maillons de la chaîne.
Chaîne alimentaire
Une chaîne alimentaire est une suite de relations alimentaires, où chaque maillon est mangé par celui qui suit.
Chaque être vivant peut être mangé par différents êtres vivants. Il existe de nombreuses chaînes alimentaires qui se mélangent entre elles pour former un réseau alimentaire, que l'on nomme aussi « réseau trophique ».
Réseau alimentaire
Un réseau alimentaire (ou réseau trophique) est un ensemble de chaînes alimentaires.
Les modes respiratoires
En fonction du milieu de vie, le système respiratoire des animaux est différent. En milieu aérien, les deux grands systèmes respiratoires sont les trachées et les poumons ; en milieu aquatique, les animaux sont pourvus de branchies. Cependant, que la respiration s'effectue en milieu aérien ou en milieu aquatique, le but reste le même : extraire le dioxygène du milieu.
Il existe deux grands systèmes respiratoires dans le milieu aérien chez les animaux : les trachées et les poumons.
Trachées
Les trachées sont les organes respiratoires des insectes. Elles correspondent à de petits tubes qui permettent d'apporter de l'air directement aux organes.
Sur chaque segment de l'abdomen du criquet, on peut observer des petits trous, les stigmates, qui correspondent aux orifices respiratoires. Derrière chacun de ces stigmates, il existe un réseau de trachées permettant à l'air d'arriver jusqu'aux organes de l'insecte. Ainsi, la quasi-totalité des cellules est alimentée directement en dioxygène.
Si l'on regarde attentivement l'abdomen d'un criquet, on voit qu'il se gonfle et se dégonfle de façon rythmée. Ceci correspond à des mouvements respiratoires. Lors de l'inspiration, l'air riche en dioxygène entre par le stigmate et va jusqu'aux organes. Lors de l'expiration, l'air riche en dioxyde de carbone effectue le même trajet en sens inverse.
Poumons
Les poumons sont des organes respiratoires permettant des échanges de gaz entre l'organisme et l'air extérieur.
Le lapin, le dauphin et la limace possèdent des poumons.
Pour prélever le dioxygène de l'eau, les animaux marins utilisent des branchies.
Branchies
Les branchies sont les organes respiratoires qui permettent aux animaux de respirer dans l'eau. Elles réalisent les échanges de gaz entre l'eau et l'organisme.
© Orizatriz via Wikimedia Commons
Les branchies sont en contact direct avec l'eau. Dans le cas de l'axolotl, elles ne sont même pas protégées par des opercules. Ceci est possible car l'eau ne dessèche pas les tissus vivants.
Les branchies sont organisées en de nombreux replis appelés « filaments branchiaux » qui eux-mêmes sont repliés en de nombreuses lamelles branchiales. Tous ces replis servent à augmenter la surface d'échange de gaz entre l'organisme et l'eau. Cette grande surface d'échange et ce contact direct des branchies avec l'eau facilitent le passage du dioxygène de l'eau vers l'organisme. Des mouvements respiratoires entretiennent un courant d'eau au contact des branchies.
La truite ouvre sa bouche et ferme ses ouïes, puis ferme sa bouche et ouvre ses ouïes. Ce mouvement permet de faire circuler de l'eau dans sa tête et donc au contact de ses branchies.
Les systèmes circulatoires
Les éléments prélevés dans l'environnement par les êtres vivants sont distribués à la totalité de leur organisme à l'aide d'un système circulatoire qui peut varier d'un type d'individu à l'autre. Il est fermé chez les vertébrés et ouvert chez les insectes.
Système circulatoire
Le système circulatoire d'un organisme désigne l'ensemble des vaisseaux transportant un liquide au sein d'un organisme.
Les animaux possèdent un système circulatoire qui permet d'apporter les nutriments et le dioxygène à l'ensemble des cellules. Ce système circulatoire est situé à l'intérieur de l'organisme et sert à redistribuer les ressources.
Le système circulatoire peut être :
- Fermé : c'est le cas chez les vertébrés. Le système circulatoire transporte du sang qui amène du dioxygène (grâce aux globules rouges) et des nutriments à l'ensemble des cellules du corps.
- Ouvert : c'est le cas chez les insectes. Le système circulatoire est en général constitué d'un vaisseau dorsal ouvert vers le reste de l'organisme.
On ne parle pas de sang pour les insectes mais d'hémolymphe, car ce liquide n'est pas rouge et ne transporte pas de dioxygène à travers l'organisme.
La nutrition chez les végétaux
Les végétaux ont des besoins différents des animaux, c'est pourquoi leur nutrition est différente. Cependant, ils présentent également un système circulatoire afin de transporter les éléments importants dans chaque partie du végétal.
Les besoins des plantes pour fabriquer de la matière
Les éléments dont ont besoin les plantes pour se développer ne sont pas les mêmes que ceux dont ont besoin les animaux. En outre, les plantes possèdent des structures différentes. La production de matière organique à partir de la matière minérale se produit en présence de lumière lors de la photosynthèse.
Pour fabriquer leur matière organique, croître et se développer, les végétaux verts ont besoin :
- de matière minérale (composée d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone) ;
- de lumière.
L'eau et les sels minéraux sont, en général, prélevés dans le sol grâce aux racines. Le dioxyde de carbone est un gaz prélevé dans l'air au niveau des feuilles par les stomates.
Stomate
Un stomate est un trou présent sous les feuilles. Il peut s'ouvrir ou se fermer et permet ainsi les échanges gazeux entre la plante et son milieu de vie.
© Wikimedia Commons
La production de matière organique à partir de matière minérale ne peut se faire qu'en présence de lumière. Cette production est réalisée uniquement dans les cellules vertes de la plante, appelées « cellules chlorophylliennes », au cours d'une réaction appelée « la photosynthèse ».
Photosynthèse
La photosynthèse est la réaction qui permet aux végétaux chlorophylliens de fabriquer leur matière en utilisant de l'eau, du \ce{CO2}, et l'énergie solaire.
Chlorophylle
La chlorophylle est une molécule responsable de la couleur verte des végétaux présente dans leurs cellules. Sa principale fonction est d'absorber l'énergie lumineuse du soleil et donc de permettre la photosynthèse.
© Kristian Peters via Wikimedia Commons
Le transport et le rôle de la sève
Le liquide circulant dans les végétaux n'est pas du sang mais de la sève. Il existe deux types de sèves définis en fonction de ce qu'elles transportent : la sève brute se déplace des racines aux feuilles, tandis que la sève élaborée se dirige des feuilles vers les organes non chlorophylliens.
L'eau et les sels minéraux, prélevés au niveau des racines, sont transportés jusqu'aux feuilles pour que celles-ci puissent réaliser la photosynthèse. Ce liquide circulant dans des vaisseaux est appelé « sève brute ».
Sève brute
La sève brute désigne le liquide riche en eau et en sels minéraux allant des racines aux feuilles. La sève brute transite à travers la plante par des vaisseaux qui sont connectés aux stomates.
La sève est dite « brute » car elle transporte des éléments directement prélevés du sol sans aucune modification.
La sève brute qui arrive au niveau des feuilles libère une partie de son eau et de ses sels minéraux et se charge en matière organique. Puis elle redescend au niveau des racines et de l'ensemble des organes non chlorophylliens. Cette sève riche en matière organique est appelée « sève élaborée ».
Sève élaborée
La sève élaborée est la sève riche en matière organique. La sève élaborée quitte les feuilles où elle est fabriquée pour aller vers les organes non chlorophylliens qui en ont besoin pour se nourrir et se développer (racines, tubercules, fleurs, jeunes bourgeons, etc.).
La sève est dite « élaborée » car elle transporte les éléments élaborés par la plante elle-même.
Les deux sèves sont transportées par des vaisseaux différents.