TP BA A/A’ : La souris, Mus musculus
Objectifs Capacités attendues
- Dissection de l’appareil digestif
- Dissection de l’appareil cardio-respiratoire
- Dissection de l’appareil uro- génital
- Observations histologiques : tégument, appareil digestif, appareil respiratoire
- Utiliser des caractéristiques morphologiques et anatomiques pour déterminer la position systématique de l’animal
- Mettre en lien les structures morphologiques et anatomiques observées sur les Métazoaires disséqués avec les fonctions de relation, nutrition et reproduction
- Identifier sur des coupes histologiques et légender sur des clichés de microscopie électronique les principaux tissus des appareils respiratoire, digestif et du tégument.
- Formuler des hypothèses concernant les adaptations morpho- anatomiques au milieu de vie.
Introduction : La souris est un mammifère de l’ordre des rongeurs. Elle vit entre 3 et 4 ans. Elle peut se reproduire à partir de l’âge de 3 mois et une femelle peut avoir 4 portées par an, de 8 petits en moyenne. La durée de gestation est de 3 semaines. Les spécimens de laboratoire sont albinos (souris blanche).
I. Morphologie et position systématique A. Organisation externe
L’organisme présente une polarité antéro-postérieure et dorso-ventrale, dont les axes forment le plan de symétrie bilatérale (caractéristique des bilatériens). Le corps est recouvert de poils (caractéristique des mammifères) couchés vers l'arrière et divisé en 3 parties distinctes :
• La tête :
Celle-ci porte la bouche et contient l’encéphale au sein d’une boite crânienne. On y trouve des organes sensoriels : - Une paire d’yeux pourvus de paupières mobiles
pouvant recouvrir et protéger l’œil (adaptation au milieu aérien desséchant).
- Une paire d’oreilles présentant à l’extrémité du conduit auditif un pavillon développé. L’oreille et un organe sensoriel sensible aux variations de pressions de l’air (adaptation au milieu aérien). L’oreille interne intervient dans l’équilibre de l’animal.
- Une paire de fosses nasales tapissées de cellules olfactives s’ouvrant à l’extérieur par les narines.
- Des poils tactiles autour du museau, les vibrisses.
La bouche est munie de deux lèvres, la lèvre supérieure étant fendue et laissant voir les incisives, à croissance continue (caractéristique des rongeurs).
• Le tronc :
Les mamelles (caractéristiques des mammifères) sont visibles sur la face ventrale (surtout chez les femelles).
L’animal porte 2 paires de membres chiridiens (caractéristiques des tétrapodes) : 2 membres antérieurs digitigrades et 2 membres postérieurs plantigrades. Ces membres locomoteurs constituent une adaptation au milieu aérien peu porteur. Le squelette est interne et notamment constitué d’une colonne vertébrale (caractéristiques des vertébrés).
Le tronc se termine sur la partie postérieure de l’animal par l’anus. On retrouve également en position postérieure les organes génitaux, dont l’organisation externe permet de distinguer le sexe de l’animal (dimorphisme sexuel) :
- Chez la femelle on observe d'arrière en avant : l'anus, la vulve et le méat urinaire.
- Chez le mâle on observe d'arrière en avant : l'anus, le scrotum (poche contenant les testicules) et le pénis.
La reproduction de la souris passe par le coït : la fécondation est interne, les gamètes mâles sont libérés lors de l’éjaculation dans les voies génitales femelles (adaptation au milieu aérien desséchant et peu porteur).
• La queue :
La queue est recouverte d’écailles entre lesquelles on peut apercevoir des poils.
B. Position systématique
La position systématique de l’animal est basée sur des caractères morphologiques, embryologiques et anatomiques, qui constituent des critères d’appartenance à des groupes emboités appelés groupes taxonomiques.
1. Remplir le tableau en replaçant les critères d’appartenance aux différents groupes taxonomiques.
2. Légender de la façon la plus complète possible le schéma de la morphologie de la souris, en replaçant : - Via différentes couleurs les critères d’appartenance aux groupes : bilatérien, vertébré, tétrapode,
mammifère, rongeur
- Avec une couleur différente, les caractéristiques morphologiques associées à la vie en milieu aérien.
Groupe taxonomique Critère d’appartenance
Bilatérien
Deutérostomien (= épineurien) La bouche se forme avant l’anus au cours du développement embryonnaire, le système nerveux est dorsal
Vertébré Tétrapode
Amniote L’embryon est protégé dans une poche amniotique
Mammifère Rongeur
II. Anatomie de la souris
A. Fixation et ouverture de l'animal
Etirer et épingler les membres de l'animal dans la cuvette, face ventrale vers vous. A l'aide de ciseaux fins, pratiquer une boutonnière dans la peau 0.5cm en avant de l'orifice urinaire.
Introduire dans la boutonnière ainsi formée la sonde cannelée sous la peau en suivant la ligne AB et inciser la peau en suivant la gouttière de la sonde. De même avec les lignes DD' et EE' en restant bien superficiel.
Décoller la peau de la musculature sous-jacente, rabattez les volets de peau et épinglez-les.
Recouvrir la dissection d'eau.
B. Etude de la région du cou : glandes salivaires et muscles masticateurs
Les glandes salivaires se situent en arrière des muscles masticateurs et communiquent avec la cavité buccale via des canaux salivaires. Les muscles masticateurs assurent les mouvements de la mandibule. Les glandes salivaires sécrétant une salive riche en amylase ainsi que les puissants muscles masticateurs constituent une adaptation au régime alimentaire de la souris.
C. Etude de la région thoracique : appareil cardiovasculaire et respiratoire
1. Appareil respiratoire
L’appareil respiratoire débute par la bouche et les narines, et se prolonge dans le cou par la trachée, tube renforcé par des anneaux cartilagineux qui évitent le collapsus (effondrement de la trachée sur elle-même) : ces anneaux constituent une adaptation au milieu aérien peu porteur.
La trachée se divise en deux bronches, puis en bronchioles, qui débouchent dans les poumons. Comme chez l’homme, les poumons sont formés par plusieurs lobes (3 à droite, 2 à gauche). Ces organes invaginés limitent les pertes en eau (adaptation au milieu aérien desséchant). Les poumons sont le lieu des échanges gazeux (O2, CO2) entre l’air et le sang.
Le renouvellement de l’air au sein des alvéoles pulmonaires est assuré par la ventilation (succession d’inspiration et d’expiration), entrainée par le mouvement de muscles respiratoires : les muscules intercostaux et le diaphragme (situé sous les poumons, entre le thorax et l’abdomen).
2. Appareil circulatoire
Le cœur, situé au centre de la cage thoracique, est un organe à 4 cavités qui comprend deux ventricules (à paroi musculeuse épaisse, d'où leur couleur rose clair) et deux oreillettes (peu musculeuse et laissant voir le sang par transparence, d'où leur couleur rouge).
Plusieurs vaisseaux sont visibles au voisinage du cœur :
- des artères partent des ventricules, l'aorte (ventricule gauche, amène le sang hématosé vers le reste de l'organisme) et l'artère pulmonaire (ventricule droit, amène le sang non hématosé vers les poumons).
- des veines arrivent aux oreillettes, les veines caves (oreillette droite, amènent le sang non hématosé au cœur) et les veines pulmonaires (oreillette gauche, amène le sang hématosé au cœur).
D. Etude de la région abdominale : système digestif et uro-génital
1. Système digestif
Au niveau de la cavité abdominale, le mésentère est un tissu de soutien très vascularisé qui maintient les circonvolutions de l'intestin.
L'appareil digestif est composé d'un tube digestif et de glandes annexes.
• Le tube digestif comprend :
- L'œsophage, situé en arrière de la trachée, allant de la bouche vers l'estomac ;
- L'estomac, une poche produisant des acides et des enzymes permettant la digestion chimique des aliments ; - L'intestin grêle, impliqué dans l'absorption ;
- Le caecum, une poche en cul de sac contenant des bactéries symbiotiques qui digèrent la cellulose. Les souris consomment leur fèces qui contient de la cellulose pré-digérée et des bactéries symbiotiques ;
- Le gros intestin débute au niveau du caecum et se termine par le côlon, le rectum puis l’anus.
• Les glandes annexes sont :
- Les glandes salivaires au niveau du cou, sécrètent des enzymes, notamment de l'amylase qui digère l'amidon;
- Le foie, gros organe composé de 4 lobes qui produit la bile, stockée dans la vésicule biliaire ;
- Le pancréas est une grappe diffuse à fonction endocrine (glucagon, insuline) et exocrine (enzymes digestives variées).
Les produits de sécrétion de ces 3 glandes débouchent dans le canal cholédoque qui est relié à la partie antérieure de l'intestin grêle via le canal cholédoque.
- Vous pouvez également apercevoir la rate, long organe sombre en forme de langue. Attention cet organe n'est pas associé au système digestif, c'est un organe lymphoïde.
2. Appareil uro-génital
L’appareil urinaire est impliqué dans l’excrétion de l’urine, liquide issu de la filtration du sang. L’urine est concentrée en ions et certaines molécules (urine concentrée limitant les pertes en eau : adaptation au système aérien desséchant).
Le système urinaire est physiquement étroitement associé au système génital, c’est pourquoi on parle souvent de système uro-génital (bien que ces deux systèmes aient des rôles très différents).
• Appareil uro-génital femelle
L'appareil urinaire contient :
- Les reins ont l'aspect de deux haricots et sont surmontés de glandes endocrines, les glandes surrénales (production d'adrénaline notamment) ;
- Les uretères lient les reins et la vessie, poche transparente d'où part l'urètre ;
- L'urètre est le canal évacuateur de l'urine passant sous la symphyse pubienne et débouchant au méat urinaire. Il est accolé à la face ventrale du vagin.
L'appareil génital femelle comprend :
- Deux ovaires de petite taille à l'extrémité des oviductes, petits canaux qui unissent les ovaires et les cornes utérines ; - Deux glandes annexes, les glandes clitoridiennes, sont associées au clitoris.
• Appareil uro-génital mâle
L'appareil urinaire comprend :
-Les reins ont l'aspect de deux haricots et sont surmontés de glandes endocrines, les glandes surrénales (production d'adrénaline notamment) ;
- Les uretères lient les reins et la vessie, poche transparente d'où part l'urètre ;
- L'urètre est le canal évacuateur de l'urine passant sous la symphyse pubienne et qui devient uro-spermiducte après sa jonction avec les spermiductes sous la vessie.
L'appareil génital mâle comprend :
- Les testicules, gonades productrices des gamètes desquels sont issus les spermiductes ou canaux déférents. Ces spermiductes fusionnent avec l'urètre après la vessie ;
- Le pénis est un organe érectile replié en Z au niveau de la symphyse pubienne et associé à des muscles.
Des glandes sont associées à l'appareil génital :
- Les glandes séminales blanches, en forme de crosse et secrétant le liquide séminal ; - Les glandes coagulantes associées aux glandes séminales ;
- La prostate ventrale, bien visible sous la vessie ;
- Le glandes de Cowper à la base du pénis (sécrètent du liquide séminal) ; - Les glandes de Tyson.
III. Histologie de la souris : analyse de quelques lames et photographies A. Tégument
La peau des mammifères est constituée de 3 couches successives, avec de l'extérieur vers l'intérieur :
• L'épiderme est un tissu épithélial pluristratifié dont les couches les plus externes sont des cellules mortes kératinisées (couche cornée) qui s'éliminent progressivement par desquamation. Une assise génératrice produit par mitose ces cellules épidermiques. L'épiderme présente des invaginations dans le derme (les crêtes épidermiques), dont certaines produisent :
- des poils (follicule pileux, associés à des muscles pilo-érecteurs dermiques) : rôle dans la thermorégulation ;
- du sébum (glande sébacée souvent associée au poil) : rôle de protection contre la déshydratation et antibactérien ;
- de la sueur (glande sudoripare) : rôle dans la thermorégulation.
• Le derme, plus épais, est un tissu conjonctif riche en collagène et contient des vaisseaux sanguins (absents de l'épiderme) ainsi que des terminaisons nerveuses (thermorécepteurs, nocicepteurs, mécanorécepteurs).
• L'hypoderme est un tissu conjonctif, lui aussi vascularisé, principalement constitué d'adipocytes qui forment une couche de graisse sous-cutanée qui constitue une protection thermique et mécanique ainsi qu'un tissu de réserve.
3. Observer la lame de tégument fournie. Réaliser un schéma interprétatif et fonctionnel.
B. Poumon
Le poumon des mammifères est constitué de nombreuses bronchioles débouchant sur des alvéoles, cavités remplies d’air et délimitées par des pneumocytes. Les alvéoles pulmonaires sont en contact étroit avec des capillaires sanguins, issus de la ramification d’artères pulmonaires en provenance du ventricule droit du cœur, et qui se réunissent en veines pulmonaires à destination de l’oreillette gauche du cœur.
4. Observer la lame de poumon fournie et repérer les différents éléments précités.
5. Légender le cliché suivant (épithélium pulmonaire observé au MET).
C. Système digestif : exemple de l’intestin grêle
L’intestin grêle est l’organe du système digestif spécialisé dans l’absorption des nutriments. Il est constitué de plusieurs tissus, de la lumière vers la périphérie :
- Muqueuse : tissu épithélial unistratifié formé d’entérocytes et de cellules à mucus principalement, de surface très étendue (replis intestinaux : villosités, microvillosités des entérocytes) ;
- Sous-muqueuse : tissu conjonctif ;
- Musculeuse : tissu musculaire impliqué dans la mobilité du contenu intestinal ; - Séreuse : tissu conjonctif entourant et limitant l’organe.
6. Observer la lame fournie et repérer les éléments précités (rappel du TP BC A).
Conclusion :
Fonction biologique Support anatomique Adaptation au milieu et mode de vie Nutrition Respiration Voies respiratoires : Bouche/narines →
trachée → bronches → poumons Muscles respiratoires : intercostaux, diaphragme
Anneaux cartilagineux trachéens Internalisation de l’échangeur
respiratoire : milieu aérien peu porteur et desséchant
Circulation Système circulatoire fermé Pompe : cœur
Vaisseaux : artères, capillaires, veines Alimentation Tube digestif : bouche → œsophage →
estomac → intestin grêle → gros intestin
→ anus
Glandes digestives : glandes salivaires, foie + vésicule biliaire, pancréas
Equipement enzymatique et
musculature de la mâchoire : régime alimentaire coriace
Symbiose avec flore bactérienne cellulolytique : régime alimentaire phytophage
Excrétion Reins → uretère → vessie → urètre → méat urinaire
Urine concentrée et uréotélie : limitation des pertes en eau Reproduction Organes génitaux femelle : ovaires,
oviductes, utérus, vagin, vulve + glandes associées
Organes génitaux mâles : testicules, spermiducte, uro-spermiducte (dans le pénis) + glandes associées
Fécondation et développement embryonnaire internes, embryon dans une poche amniotique : milieu aérien desséchant et peu porteur
Relation Perception Yeux (vision), oreilles (audition), fosses nasales (olfaction), vibrisses et autres récepteurs tactiles (perception tactile), récepteurs gustatifs (gustation)
Yeux à paupières mobiles : milieu aérien desséchant
Perception des vibrations de l’air Locomotion 2 paires de membres chiridiens Support de l’organisme au-dessus du
sol : milieu aérien peu porteur Protection Tégument pluristratifié kératinisé à 3
couches
Kératine et sébum hydrophobes : milieu aérien desséchant
