B) Communication et organisation chez un animal.
La présentation initiale d'une ou deux réactions
comportementales sert à mobiliser les acquis du
collège: communication, stimuli et organes récepteurs,
organes effecteurs, voies et centres nerveux. Elle permet de poser
les problèmes à traiter et de prévoir les
investigations à entreprendre.
L'étude de la communication nerveuse et celle de la
communication hormonale au sein de l'organisation incluront le niveau
cellulaire. Les aspects ultrastructuraux et ioniques, ainsi que le
détail des aspects moléculaires, relèvent de la
classe de Terminale. La notion de récepteur apparaît
indispensable pour comprendre la communication. En revanche, les
mécanismes et les conséquences de l'interaction entre
neurotransmetteurs et récepteurs, entre hormones et
récepteurs, ainsi que la nature chimique de leurs
molécules ne sont pas au programme.
L'idée d'un traitement de l'information par les centres
nerveux, intégration nerveuse, sera rendue accessible aux
élèves à travers ses seules manifestations au
niveau des effecteurs ; l'étude des mécanismes
d'intégration au niveau des synapses est exclue.
L'exemple choisi pour l'étude de la communication hormonale ne
concerne que le développement ou la croissance. L'étude
du déterminisme de la sécrétion des hormones,
celle des régulations, relèvent de la classe de
Terminale.
Il convient de saisir toute occasion de souligner les liens entre les
notions ci-dessous et leurs applications dans le domaine de la
santé, sans toutefois dépasser le niveau des notions
tel qu'il est explicité ici.
Il s'agit de présenter les deux grands modes de
communication utilisés par les animaux, les communications
nerveuses et hormonale. On soulignera en particulier les similitudes
et les différences existant entre elles : pour la
communication nerveuse, des effets à court terme,
fondés sur un mode de propagation rapide, reposant sur
l'existence d'un réseau cablé. A l'opposé, la
communication hormonale se caractérise par des processus plus
lents, agissant sur le long terme et reposant sur des processus de
diffusion au travers du système circulatoire. Toutes deux,
cependant, mettent en jeu des messagers, c'est-à-dire des
molécules, qui vont se fixer sur des récepteurs,
déclenchant ainsi une réponse dans la cellule.
On ne pourra guère faire l'économie d'une
présentation sommaire du neurone et des synapses ainsi qu'une
d'une mention des propriétés d'excitabilité de
ces cellules. Sans entrer dans le détail des mécanismes
ioniques du potentiel d'action, on soulignera la différence
entre le courant électrique, dont la vitesse est pratiquement
instantanée (propriété de cable), et l'influx
nerveux qui se propage dans les nerfs à une vitesse de
quelques mètres par seconde.
1. Communication nerveuse.
- Transmission et traitement de l'information : voies et centres
nerveux, messages nerveux.
La communication nerveuse permet à l'organisme animal de
réagir de façon adaptée à son
environnement. Elle est fondée sur l'existence de
liaisons anatomiques.
La communication nerveuse se manifeste par des combinaisons de
signaux électriques enregistrables constituant des messages.
Ces messages sont rapidement conduits dans un seul sens par des
chaînes de neurones, cellules spécialisées,
organisées en réseaux.
Les corps cellulaires des neurones sont regroupés dans les
centres et les ganglions nerveux. Des fibres nerveuses relient les
centres nerveux entre eux et aux organes
périphériques.
Les neurones communiquent entre eux et avec les cellules effectrices
par de multiples synapses. A leur niveau, l'association
neurotransmetteur-récepteur assure la transmission des
messages.
Grâce aux connexions nerveuses entre neurones, les centres
nerveux traitent l'information reçue&emdash;intégration
nerveuse&emdash; et élaborent des messages nerveux originaux
dirigés vers des effecteurs déterminés, mis en
jeu de façon coordonnée.
2. Communication hormonale.
- Messagers et messages hormonaux.
Dans un organisme, des populations cellulaires
différentes peuvent communiquer entre elles par des messages
hormonaux.
- Supports de la communication hormonale.
Une hormone est une substance produite par des cellules, en
général, de glandes endocrines. Elle est
libérée en faible quantité dans le milieu
intérieur qui la véhicule. Elle se fixe sur des
récepteurs de certaines cellules dites cellules-cibles,
dont elle modifie l'activité.
Le message hormonal est lié au taux de l'hormone
à un moment donné dans le milieu intérieur.
Les différentes populations cellulaires qui constituent
l'organisme animal fonctionnent de manière
intégrée, grâce à la communication
nerveuse, assurée par des cellules spécialisées,
et à la communication hormonale, assurée par des
hormones libérées dans le milieu
intérieur.
Les notions suivantes constituent un bilan pour la deuxième
partie :
Les organismes pluricellulaires animaux et
végétaux résultent de l'association de
populations cellulaires spécialisées dans
l'accomplissement de diverses fonctions, assemblées de
façon déterminée.
Un milieu extracellulaire assure la cohésion et la
circulation de substances entre les cellules.
Les modalités de coopération et de communication
intercellulaires, en particulier par l'intermédiaire du milieu
extracellulaire, aboutissent à une intégration
fonctionnelle caractéristique des systèmes
vivants.