Lundi 28 juillet 2014 à 8:29

Vue, ouïe, toucher...

 J’ai fait récemment trois articles sur l’oreille et l’audition et Maud, notre chevrette franco-canadienne, m’a donné l’adresse d’un article très intéressant sur l’évolution des os de l’oreille interne, depuis nos ancêtres préhistoriques aquatiques jusqu’à nos jours.

http://lancien.cowblog.fr/images/Images2-1/StephenJayGouldbyKathyChapman.png    Je n’ai pas résisté à l’envie de résumer cet article, qui a été fait à partir de l’oeuvre du paléontologue américain Stephen Jay Gould (1941-2002), professeur à Harvard, qui a beaucoup contribué à la vulgarisation des lois de Darwin sur l’évolution et écrivait des articles hebdomadaires dans la revue « Natural History ». J'espère qu'il intéressera ceux ou celles de mes correspondant(e)s, qui font médecine ou une licence de biologie.
    Les articles sur ses réflexions concernant l’histoire naturelle, ont été rassemblés dans un livre « Les huit doigts de la main » et l’un d’entre eux, « un coup de gueule plein les oreilles” », traite de l’évolution qui a abouti aux os de notre oreille actuelle.
    Le titre de ce livre est une boutade, car Stephen Jay Gould nous dit que, si nous avions eu huit doigts au lieu de dix, nous compterions aujourd’hui dans un système à base 16, et peut être aurions nous imaginé plus tôt l’informatique.
    L’une des grandes idées de Stephen Jay Gould est que, au cours de l’évolution, un organe peut avoir plusieurs fonctions mais également qu’une fonction peut être remplie par plusieurs organes. Ceux-ci se différencient peu à peu.
    

    Revenons aux oreilles, mais, à l’origine, au système auditif des poissons préhistoriques. 
    Ces premiers poissons n’avaient pas de mâchoires. De cette lignée il reste quelques poissons telle la lamproie, qui fait partie du groupe des poissons « agnathes » (sans mâchoires). 
    Ces poissons avaient ce que l’on appelle une « ligne latérale », organe sous la forme d'une ligne, continue ou non, parcourant les flancs du poisson, et qui permet la perception des vibrations de l’eau, et ainsi, entre autres, la perception du son.

http://lancien.cowblog.fr/images/Animaux4/Lampetrafluviatilis.jpg
    Sur la photo de la lamproie, on voit les ouvertures des branchies, chacune d’entre elles étant soutenue par deux arêtes en forme de < . De part et d’autre des muscles permettent au poisson de bouger ces arêtes et le tissu qui les entoure, afin de contracter ou de dilater les ouïes des branchies.
    C’est à partir de ces arêtes que sont peu à peu apparus les os de la mâchoire.

    Chez les poissons, il y a environ 500 millions d’années, une carapace écailleuse est apparue, à l’extérieur du corps, puis des cartilages qui sont devenus os. Ces os ont formé d’abord l’épine dorsale, puis il y a 400 millions d’années, la mâchoire est apparue, s’articulant comme les arêtes des branchies, et les muscles des mâchoires sont organisés comme ceux qui permettent les mouvements des ouïes des branchies.
    Un os de consolidation, dérivé des structures de soutien des branchies, a relié les mâchoires aux os du crâne (il porte le nom horrible « d’hyomandibulaire », qui aide les branchies à se remplir ou se vider de leur eau, en servant d’accrochage aux muscles.

    On retrouve cet os, devenu robuste et épais, chez les premiers tétrapodes terrestres, dont on a retrouvé des fossiles datant d’environ 350 millions d’années dans le Groenland, (voir la photo d’un « Ichthyostega »). Cet os servait de renfort entre mâchoire et crâne, mais aidait probablement également la respiration. Il devait en outre avoir un rôle dans l’audition.
http://lancien.cowblog.fr/images/Animaux4/IchthyostegaBW.jpg    Par la suite,comme cela s’est produit indépendamment dans plusieurs lignées de vertébrés terrestres, la mâchoire supérieure s’est fermement soudée à la boîte crânienne. L’hyomandibulaire n’ayant alors plus d’utilité pour lier la mâchoire au crâne, il a alors pu se perfectionner dans son rôle auditif. C’est lui qui est devenu « l’étrier » de l’oreille interne (son nom médical est le « stapes »).

 http://lancien.cowblog.fr/images/SanteBiologie-1/4298156.jpg   Comme je l’ai décrit dans mon précédent article, il y a trois os dans l’oreille interne : le « marteau » (nom biologique le «malleus), « l’enclume » (« l’incus ») et l’étrier (le stapes).
    Le marteau et l’enclume, faisaient partie des mâchoires chez les premiers vertébrés, où Ils jouaient un rôle dans leur articulation, et c’est toujours leur fonction chez les amphibiens, les reptiles et les oiseaux actuels. (on les appelle os carré et os articulaire).Les oiseau n’ont en effet pour leur audition qu’un seul os, un « stapes » (ou étrier), issu de l’ancien os hyomandibulaire.
    Ce qui est assez extraordinaire, c’est que au cours de la formation embryonnaire d’un vertébré, les différents organes se différencient et cette différenciation se fait de façon analogue à celle subie au cours de l’évolution. On peut ainsi montrer que l’étrier est issu des mêmes tissus qui donnaient naissance chez les poisson,s à l’hiomandibulaire, et que la mâchoire inférieure provient d’un cartilage, qui se différencie en donnant également le marteau, alors que l’enclume dérive du même cartilage que la mâchoire supérieure.
    Et chez les kangourous, le bébé initial encore proche de l’embryon qui va vivre quelques temps dans la poche ventrale de sa mère,a encore des osselets auditifs soudés aux mâchoires et ils ne se séparent qu’au cours du développement dans la poche maternelle.
    On a trouvé aussi quelques fossiles ayant en fait une double articulation dans les mâchoire, à la fois entre os carré et os articulaire, et entre les os actuels de la mâchoire (os dentaire et os squamosal). Ce doublon ne pouvait pas subsister et ces mammifères ont disparu, les os carré et articulaire évoluant vers leur spécialisation actuelle de marteau et d’enclume. Ce double emploi a été constaté chez des animaux aux doux noms de Morganucodon, et de Megazostrodon, dont les photos sont ci dessous.

http://lancien.cowblog.fr/images/Animaux4/Morganucodon.jpghttp://lancien.cowblog.fr/images/Animaux4/Megazostrodon.jpg










    Ces animaux vivaient, il y a 200 millions d’années.
    Les premiers mammifère avec une oreille interne munie des trois osselets sont apparus, il y a 150 millions d’années.

    Et pour faire plaisir à Kaa, un petit mot des serpents : n’ont ni oreille externe, ni tympan, si bien que de façon un peu anthropocentrique, on a longtemps cru qu’ils étaient sourds. En réalité, la majeure partie de leur corps est sensible aux vibrations sonores, et celles-ci semblent être transmises à l’oreille interne par l’intermédiaire de leurs poumons (de grandes dimensions) mais également grâce à leur mâchoire inférieure en passant par le carré, puis le stapes.
    D’autres expériences directes sur plusieurs espèces de lézards avaient également montré que les sons étaient transmis au cerveau par cette voie.

    J’ai toujours été fasciné par l’évolution qui est un processus extraordinaire, où l’on voit les organes évoluer, remplir une nouvelle fonction en même temps que l’ancienne, se perfectionner et se dédoubler, puis se différencier pour ne pas faire double emploi, mais se perfectionner dans cette autre fonction. C’est ce qui est arrivé à certaines des arêtes des branchies des poissons, devenus os de la mâchoire, avant de se différencier pour devenir les os de l’oreille interne des mammifères.
    Mais il ne faut oas être pressé, il faut pour cela des millions d’années.


Nota : les photos d'animaux ci dessus sont celles de l'article de Podcast Science que m'a signalé Maud :
http://www.podcastscience.fm/dossiers/2012/01/04/histoire-evolutive-de-laudition-chez-les-vertebres/
Par nynyss le Mardi 10 octobre 2017 à 23:14
comment il s'appelle? stp
Par lancien le Mercredi 11 octobre 2017 à 14:57
Je n'ai pas réussi à vous joindre sur votre blog : le poisson est une lamproie. Il existe encore aujourd'hui et on en fait d'excellentes matelotes au vin rouge.
 

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