L’orientation spatiale de la clione- Piste de correction
Introduction :
Constat : Réflexe de coup de queue en réaction à une inclinaison chez la clione.
Problème : Comment ce réflexe permet-il à la clione de rester en position verticale, à une même profondeur ? (position de vie)
Document 1 :
observation : Le coup de queue se fait en sens opposé à la perturbation (= angle b de déviation)
Interprétation : Si on considère la position verticale comme le paramètre de « référence » (régulé), alors la réaction de la clione est un réflexe, dont la réponse s’oppose à la perturbation.
Document 2 :
Obs. : Les statolithes tombent sous l’effet de la gravité sur les cellules réceptrices situées juste en dessous. Lors d’une inclinaison, les cellules réceptrices stimulées seront celles qui étaient placées latéralement, lorsque l’animal est en position verticale.
int. : La perturbation étant mécanique, on peut supposer qu’elle sera perçue par les cellules réceptrices : ce sont des mécanorécepteurs. La « norme » étant « cellules 1 et 6 stimulées » en position verticale, la stimulation d’une autre combinaison indiquera une inclinaison de plus en plus forte vers la droite (cellules 6+5 : inclinaison faible, 5+4...forte) ou vers la gauche (1+2 faible, 2+3...forte)
Document 3 :
Attention : la difficulté à signaler aux élèves est que l’on a représenté des neurones isolés (pour la clarté du schéma), mais les électrodes vont capter séparément les réponses de plusieurs neurones qui seront ensuite superposées sur le même graphique(doc B)
Obs. : (A n’est pas à commenter, mais sert de guide pour un schéma explicatif). Doc.B : Une rotation à gauche entraîne :
- une augmentation de fréquence des 3 motoneurones droits MD (électrode E3),
- simultanément, une diminution de fréquence des motoneurones 3, 4, 5 gauches MG voire une absence de réponse (MG 1 et 2). (électrode E2)
- Certains interneurones gauches (IG) fonctionnent, mais d’autres (comme le n°1) ne fonctionnent pas. On peut mettre en parallèle le fonctionnement de ce neurone et celui de MG.
Une rotation à droite montre un fonctionnement inverse : blocage ou diminution des fréquences de PA sur les neurones MD, augmentation des PA sur les motoneurones gauches et l’interneurone 1.
Int. : sans analyser le document, ces enregistrements rappellent le fonctionnement des muscles antagonistes.
De même ici, on peut penser à une innervation réciproque : une inclinaison à gauche stimule des récepteurs des statocystes (1 et 2 par ex. cf. doc 1) qui à leur tour, via des fibres sensitives, atteignent les interneurones gauches. Certains IG seront stimulés et stimuleront à leur tour les motoneurones droits MD, d’autres comme IG1 seront bloqués donc ne stimuleront pas les MG. MG et MD sont des motoneurones antagonistes.
(NB : en cas d’inclinaison à droite, un circuit « en miroir » peut être construit, faisant intervenir des ID ; de même. Les ¢ réceptrices des statocystes 6, 5, 4 doivent elles aussi intervenir dans les stimulations ou bloquages des interneurones.)
=> Intérêt pédagogique : discuter avec les élèves d’un circuit fonctionnel (pas forcément le « vrai » !) Par ex. le schéma ci-dessous (la réalité est plus complexe !)
Conclusion 1 :
L’inclinaison (par ex. à gauche) de la clione stimule les récepteurs sensoriels touchés par les statolithes. Ceux-ci vont, par des voies sensitives, bloquer des motoneurones du côté de l’inclinaison, tout en stimulant ceux du côté opposé. Les motoneurones stimulés, via une voie motrice, vont déclencher la contraction des muscles de la queue du côté opposé à l’inclinaison : la clione se redresse. Ce réflexe permet à l’animal, qui vit entre deux eaux, de se redresser alors qu’elle est ballottée par les vagues, pour se maintenir en position verticale.
Document 4
(Niveau + difficile, mais assez drôle d’un point de vue scientifique !)
Obs. : à 10°C : expérience témoin, comparable à ce que l’on a vu dans le document 3. A 20°C : les neurones inversent leur fonctionnement !
Int. : Pas d’explication scientifique du phénomène (les chercheurs pensent qu’il y a stimulation ipsilatérale des motoneurones, un peu comme si, sur le schéma précédent, les St G stimulaient IG). L’intérêt est que cette fois, une inclinaison à gauche va entraîner la stimulation des motoneurones du même côté.
Conclusion 2 :
En contractant les muscles du même côté que celui de l’inclinaison, la clione va non pas se redresser mais se retourner ! Une fois la tête en bas, elle peut regagner des eaux plus profondes, plus froides (mouvement volontaire, cette fois ?) et reprendre sa position habituelle.
La clione peut donc maintenir sa position dans l’eau en faisant intervenir deux voies réflexes plutôt originales, puisqu’elle font intervenir deux circuits différents, selon la température du milieu !
