Il y a des animaux qui ont la faculté de respirer par leur peau. Pourquoi ne pas respirer par leurs poumons, tu te demandes? Simplement parce que certains n’en ont pas. Et dans certaines conditions (comme sous l’eau), les poumons ne suffisent pas pour fournir de l’oxygène; la respiration cutanée vient donc pallier aux manques.

Ces espèces ont une peau super mince qui permet les échanges gazeux (par exemple d’oxygène et de gaz carbonique). On appelle ça une peau perméable. Cette peau est parcourue de capillaires, des minis vaisseaux sanguins qui agissent entre autres avec les tissus et permettent les échanges, et des tonnes de muscles, dont la contraction permet la respiration. Mais pour que ça reste efficace, le fragile épiderme de ces animaux doit être protégé. La solution : du mucus. L’humidité qu’il crée permet en plus à l’oxygène de se diffuser à un taux suffisamment élevé.

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Des animaux slimy mais oxygénés

Prenons pour exemple les vers de terre. Comme tu le sais, ces petits animaux vivent dans le sol, où la terre est humide. Ça les aide à rester moist et donc, à respirer. Mais c’est pas suffisant. Ils produisent donc du mucus, qui, en plus, les lubrifie et les protège contre les aspérités du sol, facilitant du même coup leurs déplacements dans les galeries.

Attention, la respiration cutanée du ver de terre, aussi efficace soit-elle, a des limites. Si un ver devient suuuper long et super gros, l’apport en oxygène (qui doit être proportionnel au volume de l’animal) devient trop petit parce que la surface d’échange gazeux n’est pas assez grande.

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Une deuxième catégorie de « respireurs » cutanés : les amphibiens. Certains ont des branchies, comme les tritons et les têtards, mais une fois adulte, la plupart des amphibiens développent des poumons primitifs (ils perdent donc leurs branchies au cours de la métamorphose). C’est lorsqu’un amphibien passe beaucoup de temps dans l’eau que leur respiration pulmonaire devient insuffisante. Les grenouilles (avant de se mettre à chanter) hibernent dans l’eau : elles ne peuvent évidemment pas utiliser leur poumons pendant cette période. Elles respirent donc par la peau*. En période plus sèche, lorsque l’amphibien est dans un milieu plus aride, il peut produire du mucus qui facilitera les échanges gazeux. D’ailleurs leur peau est tellement perméable qu’ils absorbent l’eau directement via leur épiderme, aucun besoin de boire, juste de se baigner!

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Tout n’est pas rose pour les producteurs de mucus. Si leur peau perméable permet les échanges gazeux, il est aussi probable que d’autres substances soient absorbées par leur épiderme, comme des produits toxiques qui traînent dans leur habitat. Les animaux à respiration cutanée sont généralement très sensibles à la pollution. Ils sont alors de bons indicateurs de santé des milieux : si on trouve des grenouilles dans un marais, on peut supposer qu’il est assez propre pour qu’elles puissent y respirer. En plus des vers et des amphibiens, ajoutons à la liste des « respireurs » cutanés des échinodermes (comme les oursins et les concombres de mer), les poissons, certains reptiles et les mammifères**.

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NOTES

* C’est aussi le cas de certains reptiles, comme les tortues qui hibernent sous l’eau. Toutefois, comme leur peau est couverte d’écailles, les zones de respiration cutanée sont concentrées seulement autour du cloaque. Un cloaque, c’est quoi? C’est la sortie des voies intestinales, génitales et urinaires de certains animaux. Donc oui, la tortue peut respirer par ses fesses…

** La peau des mammifères, bien que BEAUCOUP plus épaisse que celle des vers de terre ou des amphibiens, permet aussi des échanges gazeux. Les taux d’échanges sont tellement bas qu’ils ne sont pas impliqués dans notre respiration. Chez les humains, environ 1 % des échanges gazeux se font par la peau. Chez les chauves-souris, on parle de 12 % parce que la peau de leurs ailes est très vascularisées.

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Sources images : Luis Miguel Bugallo Sánchez, Wiki

« Est-ce possible d’aider les animaux en voie de disparition, avec des fertilisation in vitro, et de les réintroduire dans la nature sans déséquilibrer l'écosystème? »

Bonne question. Mais d’abord, la FIV, c’est quoi? La fécondation in vitro est une procédure médicale où un ovule est fécondé par un spermatozoïde, à l’extérieur de l’utérus de la femme. Les embryons sont ensuite ré-installés dans l’utérus et fingers-crossed, le reste de la grossesse aura lieu naturellement et on aura un poupon en santé! On estime qu’il y aurait 8 millions de bébés-éprouvettes sur la Terre, c’est pas rien. C’est une méthode de fertilisation artificielle parmi tant d’autres (il existe aussi l’insémination artificielle, le transfert d’embryons et la cryoconservation de gamètes où on congèle les œufs). Alors, si ça fonctionne pour nous, pourquoi ne pourrions nous pas utiliser ces méthodes pour favoriser les animaux dont le nombre d’individus est sous le seuil viable pour maintenir l'espèce?  

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En fait, on le fait déjà, mais c’est assez nouveau. Dans les méga-élevages, on utilise des procédés in vitro*, pour s’assurer d’avoir des individus robustes; on utilise que les meilleures embryons fertilisés et les meilleures vaches pour les porter. On fait de la sélection artificielle pour avoir un bel élevage tout beau.

Dans plusieurs zoos, des techniques de FIV sont aussi utilisées pour maintenir des populations de chimpanzés, de gorilles et d’orang-outans.

À Yellowstone (là où il y a des geysers), on a efficacement utilisé cette technologie avec les bisons pour augmenter le nombre d’individus dans les hordes. Un beau succès de conservation en milieu naturel ça!

On a aussi congelé le sperme du dernier mâle rhinocéros blanc du Nord** en vue d’une future procédure de FIV avec les deux dernières femelles. Comme le nombre d’individus est médiocre, le nombre de mères bénéficiaires du transfert d’embryon est un facteur limitant pour un programme de sélection. On prévoit peut-être utiliser des femelles d’une autre sous-espèces de rhino.

Le transfert embryonnaire interspécifique, quant à lui, est possiblement une technique viable pour la conservation des espèces menacées, si on choisit une espèce de substitution appropriée, avec une similarité entre la taille et le mode de gestation.

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Donc, on utilise ces méthodes, mais les connaissances au sujet de la biologie reproductive des animaux sont encore assez limitées, spécialement quand on sort de la classe des mammifères. Ce qu’on sait de ces derniers, c’est que chacune des espèces étudiées (principalement des espèces domestiques ou en captivité) présente des caractéristiques uniques et que les méthodes de reproduction assistée doivent être adaptées à chacune. Des limitations physiques (comme des animaux trop petits pour subir des procédures) freinent aussi des avancées dans ce secteur. Il faut aussi considérer qu’en milieu naturel, seuls les mâles les plus méritants se reproduisent et les femelles font des choix pour favoriser leurs descendants (c’est le succès reproducteur et la sélection sexuelle).

Dans le cas hypothétique de FIV chez les caribous, seul le sperme des mâles dominants devrait être récolté, ce qui compliquerait le processus. La reproduction assistée doit donc suivre cette sélection (naturelle) si on veut préserver l’intégrité des populations et ultimement des écosystèmes.

Et finalement, il faut garder en tête que, comme pour les humains, les méthodes de fertilisation artificielle et de reproduction assistée reste un sujet de discorde au niveau éthique.

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NOTES

* Le FIV, c’est pas tout. Une vingtaine de femelles éléphants ont été inséminées artificiellement et ont donné naissance à des bébés en santé.

** À ce jour, Sudan, ce mâle en question, est mort. On se croise les doigts pour que les spécialistes trouvent un moyen d’utiliser les méthodes in vitro pour préserver sa sous-espèce.

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Source image : Mike Pennington

La fougère n’est pas tout à fait une plante comme les autres. Elle ne figure pas dans l'embranchement des Angiospermes, les plantes à fleur. Les fougères ne font pas de fleurs. Est-ce que ça veut dire qu’elles ne font pas de fruits et donc, pas de graines? Exact. Pas besoin de graines pour se reproduire, quand tu as des spores.

Avant d’aller plus loin dans l’incroyable reproduction des fougères, il faut jeter les bases de ce que c’est, une fougère. La fronde (la grande feuille) de la fougère qui est divisées en pennes (qui peuvent être subdivisées en pinnules) émerge du rhizome sous forme de crosse* (on pourrait être fancy et dire une préfoliation circinée). Les frondes d’un même individu peuvent être identiques ou présenter un dimorphisme entre les frondes stériles (toutes vertes et dédiées à la photosynthèse) et les frondes fertiles (ou reproductrices) qui portent les sores.

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C’est quoi des sores?

Les fougères se reproduisent par spores, des micro-organes de dispersion végétale. Les spores sont produites par des structures spécialisées sur (ou sous) la fronde fertile : les sores. L’eau est indispensable dans le développement des fougères car les sporanges (des petits sacs contenant les spores, dans les sores… on le sait, c’est complexe) ne peuvent s’ouvrir qu’en présence d’une humidité suffisante. De plus, les spores ne peuvent pas germer sur un sol sec, la fécondation est donc impossible sans eau.

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C’est juste une phase

Les fougères vivent deux phases dans leur cycle de vie : une sexuée et l’autre non. Pour chacune des phases, une plante indépendante va pousser. La grande fronde verte que l’on connaît bien, c’est la plante de la phase asexuée pendant laquelle les spores sont produites. Une fois à maturité, les sores éjectent les spores qui tombent au sol et sous les bonnes conditions, vont germer. Ils ne formeront pas une nouvelle fronde verte, comme une graine de pomme produirait un nouveau pommier. Non. C’est une minuscule plante en forme de cœur qui va pousser : la plante de la phase sexuée. Cette plante porte des organes mâles et des structures femelles, les oosphères. C’est suite à la fécondation de l’oosphère qu’une fronde sera produite! Si tu as bien suivis, tu viens de réaliser que les fougères ont une double vie complètement secrète.

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Les fougères sont souvent associées aux milieux tropicaux, mais, au Canada on retrouve plus d’une centaine d’espèces dont quelques bijoux de plantes qui poussent dans nos forêts. L'osmonde cannelle, dont le nom vient de la couleur de ses frondes fertiles, les onoclées sensibles, les woodsies qui poussent sur les rochers, ou l'adiante du Canada, avec ses frondes délicates en éventail, vulnérable au Québec, comme le polystic des rochers, sont toutes des espèces parmi une longue liste qui poussent ici. D’ailleurs, c’est juste après les premières plantes printanières qu’on commencent à voir les crosses sortir de terre. Garde l’oeil ouvert!

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NOTE

* Comme tu le sais probablement, les crosses de fougère (ou têtes-de-violon) sont comestibles et sont considérées comme une délicatesse de saison. La fougère-à-l’autruche, dont on consomme la crosse, est désignée comme une espèce vulnérable à la cueillette au Québec. On ne craint pas de la voir disparaître, puisque ses populations sont en santé, mais la pression exercée par la récolte est si grande que des problèmes de viabilité sont envisageables. Ça te fait penser à quelque chose?

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Par Anne-Frédérique, éducatrice-naturaliste

Sources images : GUEPE, Anne F. Préaux

« C’est quoi le deal avec les pugs? »

On nous a demandé ça récemment. La question c'était plutôt : « C’est quoi le deal avec toutes les races de chiens qui ne ressemblent pas au loup? ». Aujourd’hui, on t’explique un peu comment les loups sont devenus nos meilleurs amis, du pug au malamute.

D’abord, un pug (ou Carlin de son nom français) est un chien avec la face un peu écrasée, la queue en tire-bouchon et une shape petite, mais costaude. Le pug a pas du tout le physique de l’ancêtre commun des canidés, soit un animal somewhat pas mal pareil au loup.

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Parenthèse

Intéressant de savoir que la domestication du chien fait l’objet de pas mal d’études. Plusieurs articles mentionnent que la domestication se serait fait en 2 temps, il y a entre 20 000 et 40 000 ans (une fois en Asie et une fois en Europe). On parle ici de loups qui se seraient habitués à la présence humaine et non pas des humains qui auraient apprivoisés des loups. C’est spécial considérant qu’on parle ici d’un loup : un gros carnivore, souvent en compétition avec l’humain pour sa nourriture. Une chercheure de l’Université de Princeton aurait aussi découvert chez les chiens très sociaux, des perturbations génétiques qui ne sont pas présents dans le génome des loups. Elle suggère que ces variations génétiques auraient amené certains loups à être plus chummy-chummy avec les humains. Les humains les auraient reproduits ensemble pendant des milliers d’années ce qui en aurait donc fait une nouvelle espèce : les chiens domestiques.

Fin de la parenthèse.

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Donc les pugs… et le brassage génétique

C’est chiens là – comme plusieurs qui ont des caractéristiques comme le nez écrasé, des difficultés respiratoires, des oreilles tombantes – sont le résultat de sélection artificielle par les humains.

Dans la nature, on peut aussi être témoins de brassage génétique. Le brassage génétique, c’est le réaménagement du matériel génétique dans une population. Ce brassage de gènes amène une foule de phénotypes différents (différentes couleurs de poils, grandeurs, grosseurs, formes de nez, de pattes, etc.). Imagine que ton ADN, c’est comme un gros livre d’instructions qui décrit à tes cellules quoi faire et de quoi avoir l’air. Si on mélange les instructions, on en ajoute des nouvelles, on échange des chapitres et qu’on relit le livre d’instructions, les chances sont bonnes qu’on décrive une toute autre personne avec un physique complètement différent!

Il existe deux types de brassage génétique : 

1- Au niveau de l’individu : dans son génotype, à travers ses gamètes (exemple : des mutations);

2- Entre 2 individus, lors de la reproduction : chaque parent transmet une partie de ses gènes à sa descendance. Le patrimoine génétique des nouveaux individus est alors composé aléatoirement d’une partie de celui des deux parents.

C’est surtout avec la deuxième méthode qu’on peut jouer sur la sélection artificielle des gènes. De manière simplifiée : si on choisit toujours les chiens avec le nez le plus aplati pour se reproduire ensemble, à un moment donné, on aura des descendants avec un nez vraiment écrasé… un peu comme le pug qu’on connaît aujourd’hui.

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Les races de chiens, c’est le résultat de choix complètement conscients de personnes qui désiraient des pitous avec des physiques bien précis. Comme elles font toutes parties de la même espèce (Canis familiaris), le patrimoine génétique d’une race en particulier est réduit, ce qui crée parfois des maladies, des problèmes respiratoires ou des problèmes d’articulations. Quand on mélange les races, on augmente le nombre de gènes différents disponibles pour la descendance (on brasse la génétique, donc on fait du brassage génétique) et on diminue les chances que les puppies aient des tares génétiques. Imagine que tu doives écrire un livre d’instructions (aka l’ADN d’un individu) avec 23 étapes (les gènes) et que tu peux choisir tes instructions dans un bassin de seulement 25 étapes (le patrimoine génétique). Peu importe tes choix, tes instructions mèneront souvent à des résultats assez semblables (les individus se ressembleront tous beaucoup). Maintenant, pense à toutes les possibilités si 46 instructions étaient disponibles…

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Les pugs, c’est le résultat de la sélection d’individus reproducteurs similaires et donc, d’histoires génétiques semblables et assez restreintes qui durent depuis des milliers d’années. C’est ça le deal avec les pugs!

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Sources images : GUEPE, Pixabay

T’as beau avoir les deux pieds sur Terre et être la personne la plus terre-à-terre du monde, reste que tu flottes constamment sur un océan immense de roche. On prend quelques minutes avec toi pour faire un petit voyage au cœur de la Terre.

On va au cœur du sujet (héhé) et on commence au milieu, par le centre de la Terre. Là-bas, c’est assez simplement fabriqué : fer et nickel. La pression et la chaleur y sont omniprésentes, mais varient un peu. Ce qui distingue les 2 parties du noyau de la Terre, c’est qu’une partie est solide (le noyau interne, environ 6000 °C) et l’autre plus molle (le noyau externe, environ 3500 °C). Fun fact : le noyau interne est plus chaud, mais solide (à cause de l’immense pression des autres couches), tandis que le noyau externe même s’il est plus frais (on a pas osé écrire froid avec 3500 °C!), est plus liquide car il subit moins de pression.

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Autour de ce noyau se trouve une épaisse couche de roche. Dans cette couche, il se passe pas mal de choses. En fait, il se passe la même chose que dans les lacs tempérés à l’automne : ça brasse. Grosso modo, quand l’automne arrive, l’eau d’un lac tempéré se refroidit et l’eau de plus en plus dense coule au fond jusqu’à ce qu’elle ait atteint une même densité partout dans la colonne d’eau (ça arrive à 4 °C). C’est le brassage des eaux automnal. Au printemps aussi il y a un brassage des eaux après que la glace ait coulé au fond. L’eau se réchauffera pour créer une couche d’eau chaude sur le dessus (moins dense, donc elle flotte) en se séparant de l’eau plus froide et donc plus dense dans le fond.

C’est un peu ce qui arrive avec le magma dans le manteau. Le magma se réchauffe quand il passe près du noyau (rappelle-toi, c’est super chaud). Le magma est alors moins dense. Il remonte vers la surface (… de la Terre) où il perd pas mal de chaleur. Il devient alors plus dense et retourne vers le noyau. C’est le mouvement de convection. Retiens ça.

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Sur ce magma chaud-froid flottent des îles immenses… la croûte terrestre. Pourquoi on dit « îles » au pluriel? Parce que la croûte terrestre est découpées en plusieurs morceaux, un peu comme un immense casse-tête. Et tous ces morceaux, aka les plaques tectoniques, flottent sur le manteau. En flottant, les plaques sont soumises aux mouvements de convection (wink wink) qui les déplacent pas toutes dans le même sens… Une plaque tectonique qui fonce dans une autre ça fait pas juste boum : ça crée des tremblements de terre, ça forme des montagnes et ça creuse les océans. C’est pas mal puissant. Pas mal plus que Thanos, le super-vilain hyper puissant qui veut détruire les Avengers.  

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Donc la croûte terrestre : celle sur laquelle repose les océans, les lacs, les déserts, les forêts, ta mère, les chaînes de montagnes, la biodiversité… ben, ça flotte sur de la roche en feu. Et comparativement aux près de 6300 km d’épaisseur que font les autres couches réunies, avec son p’tit 35-40 km, la croûte terrestre peut sembler bien banale. Et pourtant, c’est dans ce 35-40 km de roches qu’on peut retracer toute l’histoire de la vie.

La Terre, c’est plus que juste de la roche et de l’eau. C’est une grosse boule de roche en feu sur laquelle flotte d’autres roches et pas mal d’eau et qui est entourée d’une épaisse couche de gaz qui tout mis ensemble, permet de faire foisonner la vie, sous toutes ses formes. Et nous, on est pas mal chanceux de pouvoir l’explorer, la raconter et la vivre.

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Source image : GUEPE