ENSEMBLE TITRES, TEXTES, CARTELS EXPO PARCE QUEUE
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ENSEMBLE TITRES, TEXTES, CARTELS EXPO PARCE QUEUE
II / Queue : un caractère anatomique très précis > Contenu de l’exposition Texte général donnant une définition de la queue (près vitrine des poissons) Après l’imaginaire, le monde des vertébrés ! La queue, ou appendice caudal, occupe une place importante dans le monde des vertébrés. Comme le souligne Charles Darwin, auteur de l’ouvrage « L’origine des espèces » dans lequel il expose sa théorie de l’évolution par la sélection naturelle, la queue a subi des transformations et des adaptations innombrables au cours des millions d’années d’évolution de ce groupe animal. Mais au fait, la queue d’un animal vertébré c’est quoi ? Du point de vue de l’anatomie, la queue est l’ensemble des vertèbres libres qui terminent la colonne vertébrale. Elles sont situées après le bassin. Texte mur de squelettes à droite L’évolution vue par le bout de la queue Une queue pour nager, une queue pour garder l’équilibre, une queue pour grimper, une queue pour voler… L’évolution des vertébrés au cours des temps géologiques s’est accompagnée d’une étonnante diversification des queues. Frise chronologique (Ma = Millions d’années) -500 Ma : POISSONS / Dunkelosteus est l’un des premiers poissons La queue apparaît. -360 Ma : AMPHIBIENS / Ichtyostega est un ancêtre des amphibiens actuels La queue, proche de celle des poissons, est toujours adaptée à la vie aquatique même si ces animaux conquièrent la terre ferme. -315 Ma : REPTILES* / Hylonomus est le premier reptile connu. La queue est adaptée à la vie terrestre, elle sert à l’équilibre. *Pour être en accord avec la classification actuelle, le terme de « reptiles », utilisé ici pour simplifier la lecture, devrait être remplacé par « sauropsidés ». Dossier enseignants‐ septembre 2014‐ Page 1 sur 10 -254 Ma : MAMMIFÈRES / Thrinaxodon est un ancêtre des mammifères actuels La queue est recouverte de poils mais présente encore des caractères reptiliens. -160 Ma : OISEAUX / Archaeoptéryx est un ancêtre des oiseaux actuels. La queue est recouverte de plumes. Petites vitrines dans le meuble devant le mur des squelettes Avec ou sans queue La présence ou l’absence de queue est le caractère le plus important pour distinguer les deux principaux groupes d’amphibiens : urodèles et anoures. Le groupe des urodèles (qui signifie « queue visible ») rassemble les salamandres et les tritons. La queue est bien développée chez l’adulte. Le groupe des anoures (qui signifie « dépourvus de queue ») rassemble les grenouilles et les crapauds. La queue larvaire de leurs têtards se résorbe progressivement au cours du développement. Au moment de sortir de l’eau, les jeunes possèdent encore un petit bout de queue qui ne tarde pas à disparaitre complètement. Grenouille taureau Lithobates catesbeiana Où commence la queue ? Le bassin, sur lequel s’articulent les membres postérieurs, marque la fin du tronc et le début de la queue. Il n’est pas toujours facile de fixer cette limite chez les serpents et les vertébrés aquatiques (poissons, baleines, dauphins…). Chez les serpents, la queue commence à partir des vertèbres dépourvues de côtes. Chez les poissons, baleines et dauphins, la position de l’anus est un bon indicateur : ce qui est en arrière appartient à la queue. Perdre sa queue La queue de certains lézards et orvets peut se rompre lorsqu’on la saisit. Ce mécanisme leur permet d’échapper au prédateur dont l’attention est détournée par le frétillement du bout de queue abandonné sur le sol. Cette rupture, appelée autotomie, est provoquée par une contraction musculaire réflexe. Les moitiés osseuses de chaque vertèbre sont reliées par un pont de cartilage. C’est à ce niveau que la queue se casse verticalement sans aucune hémorragie. Dans certains cas, une nouvelle queue, plus petite et moins mobile, peut se reformer, mais une fois seulement. Lézard ocellé Timon lepidus Lézard ocellé avec queue régénérée Timon lepidus Scinque de Schneider Eumeces Schneideri Une queue fossile L’archéoptéryx est le plus ancien oiseau connu. Il vivait au Jurassique, il y a 150 millions d’années. L’étude de ce fossile montre qu’il présente des caractères semblables à ceux des oiseaux modernes, comme la présence de plumes et d’autres caractères semblables à ceux des dinosaures bipèdes, comme la présence d’une longue queue formée d’une vingtaine de vertèbres non soudées. En comparaison, chez les oiseaux actuels la queue est très raccourcie. Les dernières vertèbres caudales sont soudées en un seul os, le pygostyle qui supporte de grandes plumes rectrices constituant la queue de l’oiseau à proprement parler. Dossier enseignants‐ septembre 2014‐ Page 2 sur 10 Archéoptéryx, moulage Archaeopteryx lithographica / Fin de l’époque Jurassique, vers -150 millions d’années, Allemagne Huîtrier pie Haematopus ostralegus Syrrhapte paradoxal Syrrhaptes paradoxus Queues différentes mais de même origine De la chauve-souris au dauphin, les queues de tous les mammifères sont dites homologues. Elles sont composées de vertèbres de même origine embryonnaire prouvant l’existence d’un ancêtre commun malgré une grande variabilité de formes et de fonctions. En effet, le nombre de vertèbres caudales est très variable chez les mammifères : de 46 chez le pangolin (record chez les vertébrés) à 3 seulement chez l’Homme. Cette même variation du nombre de vertèbres peut s’observer au sein de groupes plus restreints. Il suffit, pour s’en rendre compte, de comparer le hérisson et la musaraigne chez les insectivores, ou l’agouti et le ragondin chez les rongeurs. Salamandre tachetée Salamandra salamandra Truite commune Salmo trutta Couleuvre à collier Natrix natrix Taupe d’Europe Talpa europaea Agouti Dasyprocta leporina Ragondin Myocastor coypus Hérisson d’Europe Erinaceus europaeus Musaraigne pygmée Sorex minutus Le coccyx de l’Homme est l’équivalent de la queue des animaux. Texte mur de squelettes à gauche Tête à queue « Lorsque deux ou plusieurs groupes d’animaux […] traversent des phases embryonnaires très semblables, nous pouvons être certains qu’ils descendent d’un ancêtre commun et qu’ils sont par conséquent, unis étroitement les uns aux autres par un lien de parenté. » Charles Darwin, L’origine des espèces, 1ère édition 1859 L’embryon de tous les vertébrés, y compris l’Homme, possède une queue à un stade très précoce de son développement. À la naissance, celle-ci a pris des formes et des tailles diverses que l’on soit carpe, salamandre, lézard, moineau ou zèbre. Toutefois, l’extrémité de la colonne vertébrale qui fait suite au bassin reste une queue, quel que soit le nombre de vertèbres qu’elle possède. Ces deux arguments, présence embryonnaire et même structure vertébrale, montrent que les queues de tous les vertébrés ont une origine commune. De la nageoire caudale des premiers poissons au coccyx de l’Homme ou à la queue « chassemouches » de la girafe, il y a 500 millions d’années d’évolution ! Dossier enseignants‐ septembre 2014‐ Page 3 sur 10 Mur de squelettes Dossier enseignants‐ septembre 2014‐ Page 4 sur 10 Mur de squelettes grand cormoran / fou de bassan / spatule / héron pourpre / dindon babouin hamadryas panthère crocodile magot sanglier ouistiti genette homme lion phoque gris varan requin renard Dossier enseignants‐ septembre 2014‐ walabi carpe putois fennec serpent dauphin lamantin Page 5 sur 10 girafon QUIZ associé au mur de squelettes – Nous utilisons parfois le mot « queue » pour désigner tout et n’importe quoi : un organe, un membre, le bout du corps, un toupet de plume… Alors, savez‐vous ce qu’est vraiment une queue ? Ce quiz vous propose de cerner le problème de façon scientifique, en 10 questions. À vous de jouer ! QUESTION 1 : QUI A UNE QUEUE ? Parmi ces 3 animaux, un seul a une « vraie » queue. Lequel ? <scorpion> <wallaby> <crevette> QUESTION 2 : QUI A UNE QUEUE ? Parmi ces 3 animaux, un seul a une « vraie » queue. Lequel ? <ver de terre><scolopendre><serpent> <mocassin d’eau> QUESTION 3 : OÙ COMMENCE LA QUEUE ? Choisissez la flèche qui désigne l’endroit de la colonne vertébrale où commence la queue. QUESTION 4 : COMBIEN DE VERTEBRES Y-A-T-IL DANS UNE QUEUE ? - - 10 - 23 Un nombre variable selon les espèces Dossier enseignants‐ septembre 2014‐ Pour avoir une « vraie » queue, il faut avoir un squelette interne, ce n’est pas le cas du scorpion et de la crevette qui ont une carapace externe. En effet, on définit la queue comme l’ensemble des vertèbres libres dépourvues de côtes, en arrière du bassin, et qui termine la colonne vertébrale. Et oui, les serpents ont une queue ! Parmi les propositions, il est le seul à avoir un squelette interne et donc à prétendre avoir une queue. Ce sont d’ailleurs les serpents qui ont le plus de vertèbres caudales dans le monde animal. Le mocassin d’eau en a une vingtaine. Le record est détenu par le python qui en a plus de 50. Il est parfois difficile sur un squelette de faire la différence entre les vertèbres du dos (dorsales) et les vertèbres de la queue (caudales). Il faut se repérer aux os du bassin sur lesquels s’insèrent les pattes postérieures. C’est dans son ouverture que se situe l’orifice du système digestif, l’anus, à l’arrière duquel commence la queue. Parmi les vertébrés, la longueur de la queue est très variable entre les espèces. Le nombre et la taille des vertèbres caudales ne sont pas fixes : la grenouille n’a pas de vertèbres caudales, les oiseaux ont une queue plutôt courte dont certaines vertèbres sont soudées, le serpent peut en avoir 50. Il peut même y avoir des différences au sein d’une même espèce : certains individus ont plus de vertèbres caudales que d’autres. Par exemple le nombre de vertèbres caudales du loup varie de 17 à 21. Page 6 sur 10 QUESTION 5 : QUEL MAMMIFERE A LA QUEUE LA PLUS COURTE ? Parmi ces 3 mammifères, lequel a le moins de vertèbres caudales ? - La girafe - L’Homme - L’atèle QUESTION 6 : LA QUEUE DU DAUPHIN ET LA QUEUE DE LA CARPE Quelle est l’une des principales différences entre la queue de la carpe et la queue du dauphin ? - - - La nageoire caudale de la carpe est soutenue entièrement par un squelette osseux et pas celle du dauphin. La queue de la carpe lui permet de se propulser dans l’eau alors que le dauphin s’en sert uniquement pour jouer. La queue de la carpe est souple alors que celle du dauphin est rigide. QUESTION 7 : LA QUEUE DU LÉZARD Quel étrange pouvoir la queue du lézard des murailles a-t-elle ? - Elle brille dans le noir - Elle est élastique - Elle peut se couper et se régénérer Les queues de la girafe adulte (70 cm) et du papio (30 cm) sont bien visibles. Mais attention : longueur de queue et nombre de vertèbres caudales ne sont pas forcément liés ! L’Homme adulte, quant à lui, n’a pas de queue visible : il possède 4 vertèbres caudales qui sont soudées pour former un seul os : le coccyx, fixé au bassin. L’embryon humain a une queue qui se résorbe progressivement au cours de son développement. La queue de la carpe et celle du dauphin ont la même fonction : se propulser dans l’eau. Chez les poissons (carpe), la nageoire caudale est soutenue par un ensemble de rayons osseux en forme d’éventail. Chez les mammifères marins du groupe des cétacés (dauphin), seules 9 petites vertèbres soutiennent la nageoire caudale. Le reste de la nageoire ne comporte que des éléments fibreux de soutien et des ligaments. Incroyable ! Avec 7 mètres d’envergure, la queue de la grande baleine bleue ne comprend elle aussi que 9 « petites » vertèbres ! Autre différence : la queue des poissons se trouve dans un plan vertical (comme le gouvernail d’un bateau) alors que celle des mammifères marins est dans un plan horizontal (comme des palmes). Lorsque le lézard des murailles est attaqué, il est capable de se couper la queue volontairement. Comme elle bouge encore pendant un moment, elle sert d’appât pour détourner l’attention du prédateur, ce qui laisse une chance au lézard de s’enfuir. Une nouvelle « queue », plus courte, repousse en 30 jours, mais elle ne contient plus de vertèbres caudales qui sont remplacées par un tube de cartilage. Malheureusement pour le lézard, cette repousse de la queue ne peut avoir lieu qu’une seule fois ! Ce phénomène s’appelle l’autotomie, il concerne la plupart des espèces de lézards et de geckos. Mais chez certaines espèces, comme le gecko à crête par exemple, l’autotomie n’est pas suivie d’une « repousse » de la queue. Dossier enseignants‐ septembre 2014‐ Page 7 sur 10 QUESTION 8 : LA QUEUE DES OISEAUX Comment appelle-t-on la queue des oiseaux ? - Le croupion La queue des oiseaux est relativement courte. Elle est composée de moins de 10 vertèbres caudales libres et se termine par le pygostyle. Mais le plus souvent pour les oiseaux, on désigne par le mot « queue » l’ensemble des plumes du postérieur. Ces plumes sont appelées rectrices et sont en particulier utiles dans le vol. Le bréchet - Le coracoïde QUESTION 9 : LA QUEUE DES OISEAUX Parmi ces 3 oiseaux, qui a les plumes de queue les plus visibles ? <paon> <cormoran> <dindon> QUESTION 10 : LA QUEUE DES AMPHIBIENS Lequel de ces amphibiens ne possède pas de queue ? - Le crapaud buffle - La salamandre tachetée - Le triton marbré Les traînes des paons et des dindons (qui peuvent se déployer en roue chez les mâles lors des parades nuptiales) ne sont pas des plumes de la queue. Elles sont constituées de plumes sus-caudales. Les vraies plumes caudales sont plus courtes et servent à maintenir la roue déployée. Le cormoran a des plumes caudales (rectrices) bien développées qui lui servent de gouvernail pour changer de direction au cours du vol. La présence ou l’absence de queue est le caractère le plus visible pour distinguer les deux principaux groupes d’amphibiens : les anoures (« sans queue ») et les urodèles (« à queue visible »). Les grenouilles et les crapauds sont des anoures car ils n’ont pas de queue. Les urodèles regroupent les salamandres et les tritons dont la queue est bien développée chez l’adulte. Dossier enseignants‐ septembre 2014‐ Page 8 sur 10 Activités élèves Queue : un caractère anatomique très précis Si l'on considère que la queue est l'extrémité de la colonne vertébrale alors seuls les animaux vertébrés sont susceptibles de posséder une queue. (définition à retrouver dans le panneau « Après l’imaginaire, le monde des Vertébrés ») Le jeu de tri mené en classe avant la visite peut amorcer le travail sur la définition. Cf fiche page suivante. Les recherches des élèves s'articuleront autour du mur de squelettes et du quiz associé. Pour les plus petits, une petite collection d’animaux miniatures (girafe, sanglier, panthère, lion, renard, phoque) est mise à disposition ainsi qu’un imagier (lion, crocodile, genette, oiseau, carpe, babouin) afin de travailler sur une correspondance squelettes/animaux. Avec les plus grands, ce même travail se fera à partir des photos animalières fournies. Dans la boîte à disposition : - Un jeu de tri / photo et nom : est-ce une vraie queue ? - Une photo grand format du mur de squelettes - 1 jeu de cartes recto verso / nom + photo de 19 animaux dont le squelette est présenté - 6 animaux miniatures - 1 classeur contenant des photos des animaux présentés Dossier enseignants‐ septembre 2014‐ Page 9 sur 10 Est-ce une vraie queue ? La queue de cheval La queue de casserole La queue du scorpion Le piano à queue La queue du homard La queue de la pomme La queue de l’oiseau La queue du crocodile Les queues de cerises La queue de l’éléphant Dossier enseignants‐ septembre 2014‐ Page 10 sur 10