LA OU LES REPTATIONS ?

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LA OU LES REPTATIONS ?
Van Ginkel Aline TS1 Robert Elodie TS1
Lycée Pierre Larousse, Toucy

• T.P.E. Physique - chimie / biologie
• Thème Espace et mouvement(s)

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Guide dutilisation PowerPoint
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• Comment se déplacer sans patte Problème
  résolu par les serpents de différentes
  façons ??

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Introduction

• Lanatomie des serpents, malgré leur forme
  allongée, a beaucoup de traits communs avec celle
  des autres vertébrés, y compris lhomme. Elle est
  basée sur les mêmes appareils et systèmes vitaux
  et présente les mêmes organes cœur, poumons,
  foie, reins. Mais leur forme allongée et leur
  disposition diffèrent à cause de létroitesse du
  corps.

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• Une chose nous intrigue particulièrement, nous
  les bipèdes la reptation.
• Nous avons donc essayé de pratiquer ce type de
  déplacement !

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• Se déplacer en rampant nous semble en effet très
  difficile, comme le montre cette petite vidéo.
  Pourtant, cela ne semble pas poser de problème
  aux serpents! (comme le montre cette autre
  vidéo!!)

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• De plus, nous savons que la perte des membres
  chez les serpents est une évolution les
  premiers serpents sont supposés descendre dun
  groupe de lézards qui auraient progressivement
  perdus leurs pattes. Si cette évolution sest
  faite, et sest répandue (on trouve de nos jours
  près de 3000 espèces de serpents différents et
  dans toutes les régions du monde) cest quelle a
  certainement quelques avantages.

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Tétrapodes
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• Nous essaierons de comprendre ce
  déplacement si particulier en étudiant dans un
  premier temps la physiologie et lanatomie des
  serpents, et dans un second temps, les mécanismes
  de ce déplacement.

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• I/- Une anatomie et une physiologie
  particulière.

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1-Une ossature caractéristique

• Le squelette dun serpent comprend
• un crâne,
• une colonne vertébrale,
• des côtes
• et parfois une ceinture pelvienne

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La colonne vertébrale des serpents offre
plusieurs caractères liés à la locomotion apode

• Tout dabord, elle comporte un très grand nombre
  de vertèbres (les serpents ont en moyenne 250
  vertèbres, certains en ont même plus de 400,
  alors que celle de lhomme nen comporte que
  33 ! !), ce qui rend la colonne vertébrale
  beaucoup plus flexible.

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Une impressionnante différence entre le squelette
du serpent et celui de lhomme!!
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• Ensuite, les serpents ont des apophyses
  supplémentaires sur les vertèbres, ce qui
  améliore les connections entre elles et accroît
  la stabilité de la colonne vertébrale.
• De plus, des paires de côtes sont rattachées à
  chaque vertèbre cervicale et dorsale (mais pas
  sur les vertèbres caudales). Ces côtes sont dites
  flottantes (il ny a pas de sternum), mais elles
  ne se rejoignent pas le long du ventre, ce qui
  permet une grande souplesse.

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• Et enfin, les nombreuses vertèbres qui composent
  la colonne vertébrale sont très solides pour
  résister à la traction imposée par les muscles.
• Ces muscles sont très importants pour la
  reptation, nous allons donc les étudier.

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2-Une musculature adaptée

• La souplesse de la colonne vertébrale ne suffit
  pas à se déplacer sans patte. Le serpent a aussi
  besoin de muscles latéraux puissants, étagés le
  long de la colonne vertébrale. Pour la reptation
  , il doit contracter et relâcher en alternance
  les muscles situés de chaque coté de son corps,
  ce qui donne limpression de vagues le
  parcourant.

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• Pour les ondulations latérales, par exemple, (qui
  est la façon la plus courante de se déplacer pour
  les serpents), le serpent doit appuyer fortement
  les flancs, alternativement dun coté et de
  lautre, sur les aspérités du sol, grâce aux
  muscles puissants situés de chaque coté de la
  colonne vertébrale. Il en résulte un mouvement
  ondulatoire dit, justement, serpentant.

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• Les écailles ont elles aussi un rôle très
  important. En effet, la peau des serpents est
  constituée décailles en forme de plaques reliées
  par une peau élastique appelée peau
  interstitielle.
• De plus, les écailles ventrales, en particulier
  leur bord externe, aident les serpents à
  sagripper aux aspérités du sol, et à
  progresser.

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• Pour la reptation rectiligne (appelée aussi
  locomotion du mille-pattes), utilisée seulement
  par les serpents lourds comme les boas ou les
  crotales, lélasticité de la peau écailleuse est
  beaucoup mise en jeu

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• Les écailles ventrales se soulèvent par plaques
  et sont amenées vers lavant par les muscles en
  bleu liés aux côtes.
• Lorsque la peau reprend contact avec le sol, les
  autres muscles (en rouge) tirent lensemble du
  corps vers lavant en prenant appui sur les
  écailles ancrées au sol.

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(No Transcript)
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• II/-Les mécanismes de la reptation.

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1-Différents mouvements

• Tous les serpents appartiennent à la même famille
  les ophidiens. Ils ne sont pas pour autant
  identiques. En effet, dun serpent à un autre, il
  est possible didentifier des mouvements
  différents.

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• Les serpents qui se servent de chaque
  irrégularité du sol pour se déplacer ont un
  mouvement qui semble fait de zigzag entre des
  points au sol. Il parait donc normal quil soit
  assez aléatoire bien quil ressemble en de
  nombreux points à une onde périodique
  transversale. On peut en effet observer chez ces
  serpents une longueur donde qui semblent être
  toujours sensiblement la même lors du
  déplacement. De plus chez ces serpents la
  direction du mouvement local est orthogonale à la
  direction du déplacement.

Longueur donde
Direction du mouvement local Direction du
déplacement
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• Pour la locomotion du mille pattes, le serpent
  a un mouvement semblable au mouvement dun
  ressort pour avancer, comme le montre la vidéo
  qui suit. De plus, lorsquil utilise cette
  locomotion, le serpent semble avoir une
  progression du type dune onde longitudinale.

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• La locomotion utilisée par les serpents vivants
  dans le désert est assez particulière. En effet,
  il est difficile de caractériser leur mouvement
  car ils se déplacent sur le coté pour avancer.

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• Enfin la dernière, la locomotion en accordéon
  fait penser à une onde longitudinale périodique .
  Car le serpent se resserre à une extrémité de son
  corps à la manière dun ressort puis sétend et
  se resserre à lautre extrémité et ainsi de suite.

Direction du mouvement local Direction du
déplacement
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2-Différents points dappuis

• La locomotion sur une surface solide doit prendre
  en compte la gravité. L'animal doit soutenir son
  corps par un nombre variable de points d'appui et
  utiliser ces appuis pour exercer une force sur le
  sol, qui est à l'origine du déplacement.
• Trois paramètres sont fondamentaux dans la
  locomotion sur une surface rigide
• la gravité.
• la poussée réalisée par l'animal sur des points
  dappuis situés au sol.
• le frottement.

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• Nous nous intéresserons principalement à la
  poussée réalisée par lanimal sur le sol et
  particulièrement sur des points dappui car elle
  est le principal moteur de la locomotion chez le
  serpent.
• En effet, les serpents se servent de la force de
  réaction du sol. Cette force est définie par le
  principe des interactions réciproques de cette
  façon
• Si un solide A exerce une force Fa/b sur un
  solide B , alors quel que soit létat de
  mouvement ou de repos de A par rapport à B, le
  corps B exerce sur A une force
• Fb/a - Fa/b .

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• Lors du déplacement dun serpent, il se passe
  donc ceci
• Lorsque le serpent exerce un appui sur le sol,
  il y a simultanément une force opposée exercée
  par le sol qui met le serpent en mouvement et le
  fait avancer.

Force exercée par la pierre sur le serpent.
Force exercée par le serpent sur une pierre.
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• Il existe des déplacements différents selon les
  serpents qui varient en fonction de leur masse,
  du milieu
• On peut ainsi différencier quatre grands modes de
  déplacement dans le milieu terrestre. Nous allons
  donc les étudier.

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• La locomotion la plus courante est celle qui
  consiste à exercer une poussée sur chaque
  irrégularité du sol. Par la force de réaction le
  serpent est donc mis en mouvement.

Force exercée par le serpent sur chaque
irrégularité ou pierre. Force de réaction exercée
sur le serpent.
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• La seconde méthode est appelée locomotion du
  mille pattes. Elle est réservée aux serpents
  les plus lourds ils utilisent les écailles
  ventrales qui agissent comme de petites pattes ou
  de petits grappins pour se cramponner aux
  aspérités et faire ainsi avancer le reste du
  corps.

Force exercée par le serpent sur le sol grâce à
ses écailles. Force de réaction exercée sur le
serpent.
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• La troisième est la reptation utilisée par les
  serpents du désert. La température du sol ne leur
  permet pas davoir la totalité du corps en
  contact avec le sol, cest pourquoi ils
  nutilisent que deux points dappui quils
  changent au cours du déplacement.

En rouge on peut voir les zones du corps en
contact avec le sol.
Force exercée par le serpent sur le sable. Force
de réaction exercée sur le serpent.
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(No Transcript)
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Conclusion

• Dans ce dossier, on a pu remarquer que tous les
  serpents, bien quappartenant à la même famille,
  et ayant la même physiologie et anatomie
  caractéristiques de la reptation, ne se déplacent
  pas de façon semblable. En effet, on a pu
  découvrir à travers létude de leurs points
  dappui et de leurs mouvements très différents
  dun serpent à un autre quil existait plusieurs
  sortes de reptations.

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(No Transcript)
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Lexique

• Ceinture pelvienne
• Apode
• Apophyse
• Flancs
• Sternum
• Aspérités
• Caudal
• Interstice
• Ophidien
• Onde transversale périodique
• Onde longitudinale
• Onde longitudinale périodique
• Longueur donde

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Ceinture pelvienne

• Bassin, formé par deux os iliaques (situés sur
  les flancs) qui attachent les membres inférieurs
  au tronc.

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Apode

• Dépourvu de pieds, de pattes et de nageoires.

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Apophyse

• Éminences, bosses à la surface dun os.

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Flancs

• Parties symétriques, droite et gauche, situées
  sous les côtes.

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Sternum

• Os plat, allongé, situé au milieu de la face
  antérieure du thorax, sarticulant avec les sept
  premières paires de côtes.

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Aspérités

• Reliefs, bosses présentes sur une surface.

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Caudal

• Relatif à la partie terminale, postérieure du
  corps dun animal.

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Interstice

• Très petit espace vide (entre les parties dun
  corps).

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Ophidien

• Les ophidiens sont les serpents. Cest un ordre
  formé de plus de 2000 espèces de serpents,
  reptiles sans membre se déplaçant par la
  reptation.

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Onde transversale périodique

• Une onde transversale périodique est une onde se
  répétant indéfiniment et dont la direction du
  mouvement des éléments du milieu de propagation
  est orthogonale à la direction de propagation.

Retour
53
Onde longitudinale

• Une onde longitudinale est une onde dont la
  direction du mouvement des éléments est parallèle
  à la direction de propagation.

Retour
54
Onde longitudinale périodique

• Une onde longitudinale périodique est une onde se
  répétant indéfiniment et dont la direction du
  mouvement des éléments du milieu de propagation
  est parallèle à la direction de propagation.

Retour
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Longueur donde

• La longueur donde est la distance parcourue par
  une onde progressive périodique pendant une durée
  égale à la période (la période est la durée au
  bout de laquelle un phénomène périodique se
  reproduit identique à lui-même)

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• Introduction
• I/-Une anatomie et une physiologie particulière
• 1/ Une ossature caractéristique
• 2/ Une musculature adaptée
• II/- Les mécanismes de la reptation
• 1/ Différents mouvements
• 2/ Différents points dappuis
• Conclusion
• Lexique
• Sources

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Sources

• Documents sur Internet
• http//www.cerimes.education.fr/index.php?pagebi_
  adminop1plan,,,99,,,,,1,1622
• http//snake8.free.fr/Locomotion20serpents.php
• http//perso.wanadoo.fr/fontdenimes/lien19.htm
• http//squamata.free.fr/locomotion.htm
• http//www.dinosaria.com/cobras.htm
• http//pst.cheztiscali.fr/svtiufm/mouvement.htm
• http//www.reptilesdumonde.ch/public/page44.php
• http//cf.geocities.com/chantignole301/serpvenp1.h
  tm
• http//www.edu.gov.mb.ca/frpub/ped/Sn/couleuvres/p
  df/textescientifique.pdf
• http//www.animaniac.ca/reptiles/serpents.htm

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• Documents papiers
• La terre des reptiles, les yeux de la découverte,
  Gallimard, p12-13.
• Science et vie junior n54, p84.
• Wapiti n64, Milan presse.
• Biologie 6ème, collection R. Tavernier, Bordas.
• Biologie 6ème, collection C. Désiré, R.
  Tavernier, Bordas.
• Sciences de la vie et de la terre Term S,
  collection R. Tavernier, C. Lizeaux, Bordas

59
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