Pas si bête que ça! La vie animale tous sens en alerte Aquarium-Muséum & Haute Ecole Mosane d'enseignement Supérieur

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1 Faites des sciences au Sart Tilman! du 13 au 19 mars 2006 LL9 Pas si bête que ça! La vie animale tous sens en alerte Aquarium-Muséum & Haute Ecole Mosane d'enseignement Supérieur Thème 5 (sur 6): Les récepteurs chimiques : le goût et l odorat, chez les animaux

2 2 Ce dossier a été réalisé par les étudiants en 1 ère année de la Haute Ecole HEMES, Section pédagogique de Huy Aurélie Malherbe, Charlotte Rigo, Gwendoline Charles, Lydie Delfosse, Maxime Gondelle, Jean-Philippe Sorée, Aurélie Deborsut Renard (février 2006 ; dans le cadre du cours de Sciences de J.-Cl. Dupont) Pas si bête que ça! La vie animale tous sens en alerte Thème 5 (sur 6): les récepteurs chimiques : le goût et l odorat chez les animaux Autres dossiers disponibles : Thème 1 : les systèmes nerveux ; thème 2 : les récepteurs de la lumière ; thème 3 : les récepteurs mécaniques (A) : l audition ; thème 4 : les récepteurs mécaniques (B) : toucher, mouvement, équilibre, ; thème 6 : les récepteurs électriques

3 3 Le papillon. Fiche d identité Nom commun : papillon Nom scientifique : spécifique à chaque espèce. Famille : Insecte Développement du papillon : 4 étapes a) uf : Au début de sa vie le papillon est un uf (en moyenne 3 à 8 jours). La femelle pond une centaine d ufs, en été ou au printemps (Taille +- 1mm), sur une feuille ou une tige, ayant pour but de placer les futures chenilles aussi près que possible de la plante dont elles se nourrissent. A la ponte, les oeufs sont clairs et mous. Si les ufs prennent un teint gris foncé, c est que l éclosion de celui-ci est proche. b) La chenille : On observe les plus grands changements du corps à cette étape-ci. (Taille +- 4cm) la chenille mange des quantités effarantes d aliments. A peine sortie, la chenille, toute noire, commence par manger la coque de son oeuf. C est aussi l étape des mues qui sont dues à sa rapide croissance. La jeune chenille devient progressivement verte et noire à points orange. - Plus la chenille grossit et plus la couleur verte de sa peau domine. - Cinq à sept semaines après l éclosion, la chenille a atteint sa taille maximale (5 à 6 cm). Elle cesse donc de manger et part à la recherche d un endroit où se métamorphoser. - Elle tisse ensuite un petit tampon de soie contre le support choisi et y colle ses valves anales. Elle se retourne et tout en balançant la tête d'un côté et de l'autre, elle tisse une ceinture de soie autour de son corps. Elle est alors attachée à son support par ses valves anales et sa ceinture de soie. Sous la peau, la nymphe (ou chrysalide), commence à se former. - Pendant que la chenille reste immobile dans cette position, de nombreuses transformations biologiques s opèrent à l'intérieur de son corps. Nutrition de la chenille : Elles sont pourvues de puissantes mandibules qui déchiquettent la nourriture et facilitent la digestion. Les plantes nourricières de la chenille dépendent de l'espèce. Il s'agit le plus souvent de feuilles de plantes basses, mais elles peuvent aussi se nourrir de bois, et parfois

4 4 même d insectes notamment d'autres chenilles. Lors des années qui leur sont le plus favorable, elles peuvent être en grand nombre et les dommages qu'elles peuvent causer aux cultures expliquent qu'elles ne soient pas toujours très appréciées de l'homme. Les grandes quantités d'aliments qu'elles dévorent leur permettent une croissance rapide, mais les oblige à muer plusieurs fois. Quelques jours avant chaque mue, les chenilles cessent de manger et s'apprêtent à perdre la peau qui est trop étroite. c) La chrysalide : A ce stade s opère un changement complet de la morphologie de la chenille pour devenir un papillon. La chenille va former une sorte de carapace protectrice dans laquelle elle va se transformer. - Entre 36 et 48 heures après avoir tissé la ceinture de soie, la nymphose débute : la chenille se trémousse et sa peau commence à se fendre laissant apparaître la nouvelle peau de la chrysalide qui durcit au contact de l air. Elle devient ainsi résistante et la protégera tout au long de la métamorphose. - Dans sa forme définitive, la chrysalide ressemble à une feuille. - Lorsque vous pouvez voir à travers la coque de la nymphe les ailes jaunes, les pattes, les antennes du papillon c est que la métamorphose est presque terminée. - Lorsque les organes sont nettement visibles c est qu il reste quelques minutes avant l éclosion. - Lorsque la peau de la chrysalide a éclaté, le papillon se gonfle pour étirer ses ailes. d) Papillon en tant qu insecte ailé : Dernière phase durant laquelle cet insecte va se reproduire et éventuellement migrer. Nutrition du papillon : Il est essentiel à la plupart des papillons de se nourrir, pour absorber les protéines qui leur fournissent l'énergie nécessaire pour voler. Ils puisent donc cette énergie dans le nectar des fleurs le plus souvent, car c'est un aliment très riche en sucre. Mais il arrive qu'ils boivent la sève de certaines fleurs ou d'arbres, qui contient aussi du sucre. Les plus sollicitées sont celles

5 5 de couleurs vives, qui sont plus facilement repérées. Les papillons repèrent les fleurs grâce à leurs couleurs, mais aussi grâce à la lumière ultraviolette qu'elles émettent. Les prairies fleuries sont le lieu privilégié des papillons, offrant de très grandes quantités de nectar. La tête, massive, est généralement plus large que longue. De chaque côté se trouvent des yeux à facettes de formes globuleuses. Ces yeux sont composés de milliers de petits yeux appelés ommatidies, d'où le nom d'yeux composés, ils donnent à l insecte un champ de vision extrêmement étendu car chaque ommatidie est telle que chacune regarde dans une direction légèrement différente. Chez la plupart des espèces, des yeux simples, plus petits, sont audessus des premiers. Malgré ces milliers d'ommatidies, les papillons ne peuvent détecter des mouvements lents et ont une vue très peu précise. A l extrémité de la tête se dressent les antennes, légèrement écartées l une de l'autre. En effet, les antennes des papillons ont le même rôle que le nez chez l'homme, à la différence près qu'elles sont incomparablement plus sensibles aux odeurs car les deux organes olfactifs sont séparés. Cela leur permet donc de localiser des sources d'odeurs de la même façon que l homme peut localiser des sources sonores par stéréophonie. Chez les papillons de jour, elles se terminent par un renflement en forme de massue. Ce renflement est à l origine du mot Rhopalocère (du grec rhopalon, massue, et keras, corne) qui désigne les papillons diurnes. Les papillons de nuit, ou hétérocères (du grec hetero, différent), ont des antennes de formes très variées le plus souvent ramifiées, ce qui augmente la surface sensible et permet une plus grande efficacité. Cela s'explique par le fait que, de nuit, les insectes ne peuvent compter sur leur vue pour se repérer. Ils utilisent donc les odeurs pour trouver les fleurs et les partenaires. Les papillons peuvent sentir des phéromones à plusieurs kilomètres. Lorsqu'ils ont repérer une source d'odeurs, ils s'y dirigent en détectant la concentration des molécules de parfum présentent dans l'air, concentration qui se fait plus importante à l'approche de la source. Chez certaines espèces, les antennes sont bipectinées, ce qui augmente encore plus leurs performances. Elles portent 1700 poils munis de pores et de vésicules sensorielles qui répartissent l'information dans le système nerveux. La longueur des antennes est variable et peut atteindre, chez certaines espèces, jusqu'à trois fois la longueur du corps. Les antennes peuvent être bipectinées, claviformes, crochues, dentelées, filiformes, massues, pectinées ou renflées. Les antennes de tous les papillons sont donc munies de nombreux poils sensoriels extrêmement fins, véritables organes olfactifs, tactiles, et peut-être aussi auditifs. D ailleurs,

6 6 les antennes plumeuses que portent certains papillons sont beaucoup plus développées chez les mâles que chez les femelles. En conclusion, nous pouvons dire que les antennes des papillons en un double rôle. Se sont des organes sensoriels et des organes d équilibre. Les palpes, situés au-dessous de la tête, sont les organes du goût et de l'odorat. Ils permettent au papillon de trouver sa nourriture et d identifier la plante sur laquelle il déposera ses oeufs. La bouche a la forme d un long tube fin : la trompe, la trompe, qui est la langue des papillons, est un tube creux composé de deux gouttières situées autour d'un tube central et qui, au repos, s enroule en spirale dans une structure protectrice située sous la tête. Formée par l assemblage de deux maxilles, elle contient des nerfs, une trachée et des muscles. Juste au-dessus de la trompe se trouve une cavité munie d une valve, où passe le nectar aspiré par le papillon, avant d atteindre l sophage. La taille de la trompe des papillons est très variable car elle dépend des fleurs dans lesquelles le papillon puise sa nourriture. Chez certaines espèces, la trompe mesure plus de 30 cm. Une coupe verticale du thorax met en évidence une forme ovale, légèrement aplatie au sommet. Il comprend trois segments chitineux rigides appelées, d avant en arrière, prothorax, mésothorax et métathorax. Chaque segment du thorax est pourvu d une paire de pattes. Sur le prothorax se trouvent une paire de stigmates et un organe auditif. Les lépidoptères, comme certains mammifères, chiens et chats en particulier, perçoivent une gamme de sons extrêmement étendue, et notamment les ultrasons, dont les fréquences ne peuvent être captées par l'oreille humaine. Le mésothorax, segment central, porte les ailes antérieures, et le métathorax les ailes postérieures. Un grand nombre de muscles permettent au thorax de mouvoir. Le thorax est le support de tous ces dix membres (six pattes et quatre ailes) cela explique pourquoi le thorax est la partie du corps la plus musclée. Les pattes sont formées de cinq éléments : coxa (hanche), trochanter, fémur, tibia et tarse. Le tarse, qui correspond aux pieds et aux orteils de l homme, comprend cinq parties ; la dernière porte à son extrémité une paire de griffes recourbées et, sur la face inférieure, des organes sensoriels, les coussinets, ou pulvilles.

7 7 Lorsque le papillon sort de la chrysalide, ses ailes sont molles et plus petite que son corps. Avant qu elles ne durcissent, il a environ 30 à 60 minutes pour les étirer et leur faire avoir une forme définitive. Ex : - une grande surface d aile permet de faire de longs vols planés et de parcourir de grandes distances sans battre des ailes ; - des ailes plus petites ou moins larges obligent le papillon à battre des ailes plus rapidement ce qui leurs permettent de faire des pointes de vitesse, du sur place ou encore d aller en marche arrière. Pour les étirer, le papillon absorbe de l air qui va faire gonfler les ailes qui vont s étendre grâce à l augmentation de la pression sanguine qui peut être multipliée jusque par quinze. Les ailes, au nombre de quatre, sont formées d un réseau de nervures rigides et chitineuses que tend une membrane couverte d'écailles. Les nervures, ou vaisseaux de l aile, permettent la double circulation de l air (trachées) et du sang (lacunes sanguines). Les ailes des papillons sont couvertes d écailles qui sont en réalité des poils aplatis et élargis. Elles sont disposées en rangées qui se chevauchent comme les toiles d un toit. Lorsqu elles se détachent elles ne repoussent pas. Lorsque les lépidoptères sortent de leur chrysalide, ils commencent à perdre leurs écailles. On les dit donc «adultes» ou «insectes parfaits». Les écailles sécrètent des parfums qui attirent les individus du sexe opposé et certaines touffes d écailles disposées sous les ailes chez le mâle et à l extrémité de l abdomen chez la femelle permettent l odorat chez le papillon. Certaines espèces possèdent plus d un million d écailles sur leurs ailes. L aile comprend plusieurs parties. Par la base, elle s articule au thorax. La surface centrale est le disque. On distingues sur le bord antérieur, l espace costal, sur le bord externe, l espace terminal, et sur le bord interne, l espace dorsal ou anal. L angle qui unit le bord costal au bord externe se nomme l'apex. L espace dorsal de l aile antérieure fait face à l espace costal de l aile postérieure. La cellule est la surface triangulaire allongée, dépourvue de nervures, de la base au milieu de l aile. Les papillons utilisent plusieurs techniques pour que leurs ailes aient les belles couleurs qu on leur connaît : - pigments colorés contenus dans les feuilles des plantes que consomment les chenilles ; - phénomène optique : leurs écailles sont striées de minuscules plis qui renvoient à l il une seule couleur ; - par recyclage : ils utilisent leurs excréments en les stockant dans leurs ailes ce qui leur donne leur couleur blanche très pure et les rendent non comestibles. Les ailes des papillons ont un autre rôle : celui de capter l énergie du soleil. En effet, la surface des ailes est assez importante et ils s en servent comme de véritables panneaux solaires. Ceci leur permet d absorber de l énergie lumineuse afin de faire monter la température de leur sang et de leurs muscles avant de voler car ces insectes sont des animaux à sang froid. Leur rythme de vie dépend donc de l'ensoleillement, ce qui explique qu'il ne sont pas très actifs lors des journées peu ensoleillées, et qu'ils sont le plus actifs en milieu de journée.

8 8 La dernière partie du corps du papillon, l abdomen, à une forme mince, allongée, généralement lisse. Il se compose de dix segments : - les huit premiers comportent chacun une pièce dorsale et une pièce ventrale, réunies par une membrane où se trouvent les ouvertures respiratoires, ou stigmates. - Les deux derniers segments, difficiles à identifier, renferment l appareil reproducteur. L'abdomen abrite également les organes essentiels de l insecte : systèmes digestif, nerveux et circulatoire. Le coeur, situé dans la région dorsale de l abdomen, assure la circulation. Mais, alors que la plupart des organes sensoriels sont situés dans la tête, et que ceux de la locomotion se trouvent dans le thorax, l abdomen contient surtout le système reproducteur. L abdomen des femelles est généralement plus gros que celui du mâle, du fait qu il contient les oeufs, qui sont souvent nombreux. Certaines espèces ont l appareil auditif situé sur l abdomen. Les femelles de certaines espèces nocturnes sont munies de glandes olfactives très puissantes, situées à l arrière de l abdomen, dont les sécrétions ont pour rôle d attirer les mâles. La migration : Certaines espèces de papillons effectuent annuellement des migrations mais il est rare que ces individus entreprennent le voyage retour. Sauf quelques rares espèces comme le Monarque par exemple. Tous les individus d une même espèce ne migrent pas. Il semblerait même que ce soit ceux-ci qui assureraient la régénération de l espèce car les autres ne se reproduisent pas avant de migrer et les éventuels ufs pondus à l arrivée ne peuvent donner des adultes ou dans tous les cas meurent avant l année suivante. L'hibernation : Comme tous les animaux, le papillon doit survivre au froid de l hiver. Ce dernier survit donc en hibernant dans un uf, en chenille, en chrysalide ou en adulte, tout ceci dépend des espèces. Pour résister au froid il utilise le plus souvent un liquide qu il possède dans son corps et qui l empêche de geler (par exemple le glycérol). Il se cache également dans des greniers, des murs pour s abriter des pluies et des tempêtes hivernales.

9 Anatomie du papillon : 9

10 10 GLOSSAIRE Abdomen : dernière des trois parties qui constituent le corps de l'insecte. Cette cavité contient les organes de reproduction et de digestion. Chez la plupart des femelles, l'abdomen est muni d'un ovipositeur qui sert à la ponte des oeufs. Androconies : nom de certaines écailles des ailes dont le rôle est de sécréter une substance odorante qui attire les femelles. Antennes : organes sensoriels qui ont un rôle olfactif, auditif (détectent les vibrations de l'air), tactile, et ont même parfois une fonction gustative. Appareil auditif : organe de l'ouïe contenu dans l'abdomen ou le thorax. Il comprend de petits orifices recouverts d'une fine membrane qui est l'équivalent de notre tympan. Chenille : second stade de la vie des papillons, généralement appelé stade larvaire. Le corps de la chenille est formé de 13 segments (dont les trois premiers constituent le thorax), de 3 paires de vraies pattes, et de 5 paires de fausses pattes qui disparaîtront lors de la nymphose. Chrysalide ou nymphe : troisième stade de la vie des papillons. C'est durant cette étape que la chenille se transforme en papillon. Cocon : enveloppe soyeuse et rigide filée par les chenilles de certaines espèces grâce aux glande séricigènes (en particulier par les papillons de nuit), avant la nymphose. Ecailles : minuscules plaques qui recouvrent les ailes de tous les Lépidoptères, et qui sont placées comme les tuiles d'un toit.

11 11 Ecosystème : c'est l'ensemble des êtres vivants (animaux et végétaux) qui vivent dans un même milieu, et des minéraux dont ils ont besoin pour vivre. Exosquelette : squelette externe et rigide de tous les insectes. Il est constitué de chitine. Filière : organe de sécrétion de la soie, par les glandes séricigènes. La filière est située sous la tête de la chenille. Hétérocère : groupe qui comprend les papillons de nuit, bien que certain aient une activité diurne. Hibernation : état de vie ralentie, du au froid hivernal. La phase sous laquelle le papillon hiberne dépend de l'espèce. Imago : nom scientifique donné à l'insecte adulte apte à se reproduire. Insectes : un des groupes des invertébrés, qui ont un corps divisé en trois parties. Lépidoptères : ordre des insectes appelés plus couramment papillons. Ce mot vient du grec lepis, qui signifie «écaille», et de pteron, «aile». Membrane : peau très fine de l'organe auditif. Métamorphose : ensemble des transformations successives que subissent les chenilles pour atteindre l'âge adulte. Migration : déplacement sur de longue distance, effectué par certaines espèces de papillons. Mue : transformation consistant à la perte d'une peau devenue trop étroite. Nectar : liquide sucré sécrété par les fleurs, qui est la principale nourriture des papillons. Nervures : parties de l'aile qui sont rigides. Nymphose : étape de transformation de chenille en nymphe. Oeil composé : oeil constitué de nombreuses lentilles indépendantes. Ovipositeur : tube par lequel le papillon femelle pond ses oeufs. Palpes labiaux : courts pédoncules situés de part et d'autres de la bouche de papillons, qui leur sert d'organe tactile ; ils jouent un rôle important dans la recherche de la nourriture. Ils servent aussi de protection pour la trompe lorsqu'elle n'est pas en action. Phéromones : sécrétions glandulaires qui jouent un rôle important dans certains comportements chez les papillons, en particulier lors de la reproduction. Plante nourricière : espèce végétale particulière dont se nourrit une chenille.

12 12 Stigmates respiratoires : orifices situés sur les flancs de la chenille, qui permettent à l'air d'atteindre l'appareil respiratoire. Tarse : partie de la patte du papillon, souvent utilisée comme organe olfactif. Rhopalocère : groupe qui comprend les papillons de jour. Bibliographie : Vie et Nature : Papillon - Origine des requins : Les requins Les requins existent depuis environ 400 millions d années. De nos jours il existe 350 espèces de requins qui sont classées en huit ordres et trente familles. Sa morphologie : Contrairement à la majorité des poissons marins, les requins ne possèdent pas de squelette osseux. Le squelette des requins, tout comme celui des raies est composé de cartilages. Le corps d un requin est fin, musclé et effilé, ce qui lui permet d atteindre des vitesses élevées.

13 13 Son habitat : Les requins vivent dans tous les océans de la planète, des eaux froides des régions polaires aux eaux chaudes des régions tropicales, au large comme près des côtes. Ils se répartissent sur toute la colonne d eau, certains requins ont été observés à plus de 1500 mètres de profondeur. Les requins et l homme : Les hommes ont toujours craint les grands requins, impressionnant par leur taille et leur gueule armée de multiples dents tranchante. Cette peur est cependant exagérée et a leur donné une mauvaise réputation peu justifiée. Les attaques de requin ne sont pas aussi fréquentent que l on ne pourrait le croire. On recense dans le monde environ une cinquantaine d attaques par an dont une douzaine sont mortelles (ce qui donne une mortalité largement inférieure à celle liée aux piqûres d abeilles par exemple). De plus, dans les endroits fréquentés par les requins tueurs, les plages sont souvent protégées par des filets et surveillées par des guetteurs. Son comportement : Son comportement est imprévisible. Tout ce que l on sait avec certitude, c est que la présence du sans dans l eau met l animal dans un état d excitation extraordinaire, qui se traduit par une voracité affolante. Ses organes sensoriels : Les requins ont un système sensoriel complexe et très développé.

14 14 Leur odorat est très développé. Celui-ci est très fin, notamment grâce aux récepteurs olfactifs, se trouvant à l intérieur des narines. Il leur permet de détecter des traces de composés chimiques laissés par le mucus de leur proie. C est l odorat qui est responsable du comportement frénétique des requins que l on observe lorsqu ils chassent et qui est provoqué par l odeur du sang dans l eau. Son goût est très développé, il appréciera ou non un aliment, grâce à ses papilles gustatives qu il possède à l intérieur de la bouche (tout comme l homme). Régime alimentaire : Les grands requins des océans se nourrissent essentiellement de poissons, de calamars, de tortues de mer, de petite espèce de baleines et même d oiseaux marins. Parfois, il s attaque par malheur à l homme et à des animaux terrestre qui sont à leur portée et ils serviront de proies à ces requins voraces. Adaptations particulières des requins : Les requins prédateurs ne sont pas seulement adaptés à la chasse. Ils disposent également d une puissance de pression des mâchoires suffisante pour broyer des os, déchiqueter du cartilage ou déchirer les chaires. Les dents des requins se renouvellent en permanence et sont dirigées vers le fond de la bouche. D autre part, ces dents sont souvent ciselées, ce qui les rend extrêmement coupantes. Autre particularité des requins, leur mâchoire supérieure est souvent articulée et non soudée au crâne.

15 15 Bibliographie : Bouquin Nature et Vie : Les requins Le serpent. Les serpents ont une oreille interne, mais pas d oreille moyenne : ils ont donc une très mauvaise audition. Ils sont en revanche très sensibles aux vibrations du sol. Comme les lézards, les serpents perçoivent les odeurs grâce à un organe de JACOBSON, qui fonctionne indépendamment des narines. La langue longue, fine et bifide, recueille régulièrement les odeurs dans l atmosphère et les transmet à l organe de JACOBSON, qui s ouvre dans le palais. Chez certaines espèces, il existe des fossettes thermosensibles localisées entre les narines (chez les crotalinés), ou creusées dans les écailles labiales (chez les pythons, par exemple). Elles sont sensibles à des variations de température de 0,2 à O,5 C et permettant au serpent de détecter une proie dans l obscurité. L olfaction, chez les serpents, est assurée par un organe spécifique (l organe de Jacobson), que possèdent également les lézards. C est la langue des serpents qui en fait l analyse.

16 16 Détection de chaleur chez le crotale. Tous les crotales possèdent, entre l il et la narine, des fossettes contenant des récepteurs spécialisés dans la détection des radiations thermiques émises par les animaux à sang chaud. Ils sont ainsi capables de capturer une souris dans l obscurité complète. 1 Le chien. odorat «L odorat est le sens le plus développé chez le chien.» L étude du nez explique les étonnantes capacités de flair de cet animal. Pour bien le comprendre, comparons le nez chien à celui de l Homme. Tous les deux possèdent des cellules olfactives. C est-à-dire des cellules spécialisées dans la reconnaissance des particules odorantes qui flottent dans l air. Le nez de l homme contient environ de ces cellules mais celui d un berger allemand en possède environ , soit 40 fois plus. En étudiant le fonctionnement de ces cellules olfactives du chien, on a découvert qu elles étaient aussi plus sensibles que celles de l Homme. Elles réagissent fois mieux. Introduction Le nez : la truffe 1

17 17 Elle est couverte d une peau épaisse généralement noire, parfois marron, présentant parfois des zones de dépigmentations. L humidité de la truffe participe à la finesse de l odorat. Le nez est séparé en deux parties : 1. le cornet nasal supérieur constitué par l os ethmoïde ; c est sur cet os que sont captées les molécules odorantes. 2. le cornet nasal inférieur qui débouche dans les voies respiratoires et qui amène l air chargé d oxygène. L air inspiré est séparé en deux par les cornets nasaux : 1. le courant le plus important passe dans le cornet nasal inférieur et sert à la respiration, l air est réchauffé et dépoussiéré. 2. le second courant passe dans le cornet supérieur et donc dans l os ethmoïde, où il est également réchauffé en tourbillonnant dans les volutes. L appareil olfactif L os ethmoïde est tapissé d une fine peau (muqueuse) qui porte des cils chargés de nettoyer l air. La muqueuse olfactive est constituée d un épithélium comprenant trois types de cellules : 1. les cellules olfactives 2. les cellules interstitielles 3. les cellules basales. L air qui passe dans le cornet supérieur, et donc dans l os ethmoïde, est débarrassé de ses particules solides par les cils de la muqueuse. Les molécules odorantes arrivent jusqu à la lame criblée où elles seront récupérées par les cellules olfactives : les informations sont transmises au cerveau où elles sont mémorisées et analysées. Les cellules olfactives Elles sont également appelées cellules réceptrices : leur nombre est évalué à chez l Homme et 35 fois plus (environ) chez le chien. Ce sont de véritables neurones sensoriels. Une extrémité traverse la membrane basale et se transforme en axone pour entrer en contact avec le neurone suivant. L autre extrémité émerge de l épithélium sous forme de cils, lesquels baignent dans un mucus (sécrétion visqueuse produite par les glandes de la muqueuse), utile à la fois pour dissoudre et concentrer les molécules odorantes. Chaque neurone comprend environ 1000 cils qui portent des récepteurs protéiques captant les molécules odoriférantes. La cellule olfactive est le seul neurone en contact direct avec l environnement extérieur. Cette particularité est sans doute due à l apparition très ancienne de l odorat dans l évolution. Les cellules interstitielles et basales Ces cellules, dites de soutien, assurent la cohésion de la muqueuse et enrobent le corps des neurones en ne laissant passer que l extrémité sensorielle. Ce tissu renferme des glandes de Bowman qui secrètent le mucus de surface dans lequel baignent les cils olfactifs.

18 18 La surface de la muqueuse varie en fonction de celle de l os ethmoïde. Par exemple, on estime à : 150cm 2 à 200 cm 2 la surface chez un berger allemand ou un labrador (150 à 200 millions de cellules olfactives). 100 millions de cellules chez le Fox terrier ou le Bulldog. 4 cm 2 et 5 millions de cellules olfactives chez l Homme. Les chiens ont une muqueuse olfactive plus étendue et des récepteurs olfactifs plus nombreux que l Homme, mais en plus la sensibilité unitaire de chacun de ces récepteurs semble meilleure chez les canidés que chez les humains. L aire cérébrale consacrée au traitement des informations olfactives est également plus étendue chez le chien que chez l Homme. La perception olfactive Le seuil de sensibilité olfactive est défini comme la plus petite concentration d une substance volatile nécessaire pour donner naissance à une sensation d odeur. On peut observer expérimentalement que le seuil de réponse aux odeurs est extraordinairement bas. Pour les corps chimiques les plus actifs (les plus odorants), ce seuil peut atteindre chez le chien une dilution de un million de milliardième (10 puissance -15) : l odorat du chien est 1 million de fois plus sensible que celui de l Homme. Chaque récepteur stimulé par une molécule active envoie une information dans les bulbes olfactifs ; cette information est distribuée et interprétée dans différentes zones du cerveau, entraînant parfois une réaction active du chien, consciente ou inconsciente. La latence d une sensation est d environ 0,5 seconde. (Dès la naissance, alors que la vision et l ouïe ne sont pas développées, le chien est capable de sentir sa mère et de la retrouver à l odeur. En vieillissant, il perdra progressivement la vue et l ouie, mais conservera jusqu au bout son odorat). Le chien et la société Grâce à son odorat, le chien est utile pour la police, pour faire des sauvetages, ou pour détecter des drogues illégales dans les aéroports ou aux postes de douane. Le chien de chasse se sert de son odorat pour repérer un gibier afin de pouvoir le suivre à la trace. Pendant les chaleurs de la chienne, le mâle sent son odeur et peut parcourir de très grandes distances pour la rejoindre. Pourquoi ce sens est-il si développé? Ce sont les cellules sensorielles du chien qui sont responsables de cette supériorité olfactive par rapport aux humains. Ces cellules sensorielles sont situées dans la muqueuse olfactive qui se trouve dans les narines. Chez l humain, cette muqueuse olfactive mesure 4 cm 2 tandis que chez le chien, elle mesure environ 100 cm 2, c est pourquoi il a beaucoup plus de récepteurs olfactifs que nous. Le Berger Allemand qui a une muqueuse mesurant 150 cm 2 est l animal domestique doué du meilleur flair. Il peut reconnaître l odeur de son maître parmi mille odeurs différentes. La longueur du nez a-t-elle un rôle à jouer pour l odorat?

19 19 Les plus doués ont la longueur du nez comme le Berger Allemand : ni trop long, ni trop court. Les races avec les nez trop longs comme le Lévrier et les nez trop courts comme le Bouledogue sont les moins doués ; malgré tout, ils possèdent un flair prodigieux comparé à nous. Cet odorat très développé peut-il déranger notre vie? Avec son odorat très développé, le chien est attiré par les odeurs fortes, par exemple les poubelles, les déchets à l extérieur, les restes de poissons etc. Certains chiens aiment tellement ces odeurs qu ils vont se rouler dedans. Pour nous, ce comportement est intolérable, mais il faut comprendre que pour le chien les odeurs n ont pas la même signification. Le fait de se rouler dans les déchets lui procure une sensation agréable ; tandis que pour nous, c est une odeur désagréable. Même pour le chien le mieux élevé, les odeurs dégagées par les déchets sont très attirantes. Au lieu de toujours le corriger, pour éviter ce problème, c est préférable de ne pas laisser les déchets à leur portée, et ceux à l extérieur, les placer dans un contenant fermé. L expérience : les exploits des Bergers Allemands. Le maître s enfonce dans une épaisse forêt. Pour masquer son odeur, il porte des bottes de caoutchouc. Quelques heures plus tard, le chien Berger se met en route, à partir d un autre point de départ, à des kilomètres de là. On lui fait parcourir un vaste cercle dans l espoir de couper une piste. Oui, il la trouve. Soudain, il gratte furieusement le sol. Il vient de trouver les traces de passage. Mais dans quel sens l homme est-il parti? Le chien renifle la terre sur une vingtaine de mètres le long de la piste- puis repart à fond de train. Au bout d une heure, il retrouve son maître. Le chien a perçu l odeur à l aide d un sens spécial qui nous est encore inconnu. Sinon, comment expliquer qu il ait retrouvé le sens du passage de l homme. En plus, l homme portait des bottes caoutchoutées et l odeur ne passe pas à travers. On peut expliquer cela comme ceci. Dans le nez humain, il existe une zone olfactive de 4 cm 2. Chez le Berger Allemand, cette zone est de 150 cm 2 et elle contient 200 millions de cellules sensorielles alors que la zone humaine n en contient que 5 millions. Le chien sent 40 fois mieux que l homme? Bien mieux. Pour tester sa sensibilité, on mesure l activité électrique des cellules sensorielles en présence de substances odorantes. On constate alors que l odorat du chien est un million de fois plus sensible que celui de l homme! Dans ce domaine, il vit dans un autre univers que nous. Quand un homme marche pieds nus, il libère à chaque pas environ un milliardième de gramme d odeur de transpiration. Ce n est pas vraiment beaucoup. Les souliers en retiennent peu. Mais, en quelques minutes, l odeur traverse une épaisseur de caoutchouc de 0,2 mm. Des millions de molécules sont donc libérées à chaque instant et même le Limier le plus ordinaire est capable de les percevoir. Mieux encore, le chien reconnaît spécifiquement la piste laissée par un homme. En effet, chaque être humain est caractérisé par une odeur particulière, un groupe de substances odorantes, aussi spécifique qu une empreinte digitale. Le chien peut donc suivre une piste particulière au milieu de plusieurs autres. En outre, ces différentes

20 20 substances ne s évaporent pas à la même vitesse et le chien est capable de percevoir le sens du déplacement d un homme le long d une piste. Comment? Imaginons que l odeur d un homme soit constituée de trois substances A, B, C, et que C s évapore plus vite que A et B. Un chien croise cette piste. Du côté gauche, il rencontre l odeur des substances A et B et, en suivant la piste vers la droite, il perçoit les odeurs A, B, et C. Immédiatement, il se rend compte que ce côté est plus riche en odeurs, plus complet. Donc, c est de ce côté que la piste est la plus fraîche. Et il poursuit sa route dans la bonne direction. Pas de sixième sens là-dedans, mais une sensibilité extraordinaire. On observe ainsi qu un morceau de bois tenu en main pendant deux secondes seulement est reconnu par un chien au milieu d un tas d autres bois! Mais il y a encore moyen d augmenter cette sensibilité. Un scientifique fait avaler un gramme d acide gras. Deux heures après, leur odorat diminue dans des proportions importantes. Mais quatre ou cinq jours après, la sensibilité est revenue et est amplifiée. Les animaux ainsi traités reconnaissent trois fois mieux les pistes contenant des odeurs d acides gras. Bibliographie Le chien, le meilleur ami de l homme Ray Anderson Artiscope «Le chien, un compagnon bien utile à l homme» Sites Web