La lumière c’est ma horloge

«Or, le phénomène rythmique qui est le plus évident sur notre planète, c’est l’alternance de lumière. (…)

L’alternance jour/nuit constitue donc un rythme géophysique qu’on appelle le rythme nycthéméral quand on a été bien élevé. Nycthéméral, ça vient du grec nukthêmeron, mot composé à partir de nux, nuktos, « nuit », et hêmera, « jour ». (…)

Mais en fait il y a un nombre incalculable de plantes à fleurs chez qui les pétales s’ouvrent et se ferment en fonction de la lumière. D’ailleurs toutes ne s’ouvrent pas au même moment, ce qui a donné l’idée à Carl von Linné, en 1751, de concevoir une horloge florale. Le célèbre naturaliste suédois avait en effet noté que les plantes à fleurs pouvaient être triées en 3 groupes en fonction de leur comportement: les plantes météoriques dont les fleurs s’ouvrent et se ferment en fonction des conditions climatiques, les plantes tropiques qui s’ouvrent et se ferment en fonction de la longueur du jour et enfin, celles qui nous intéressent aujourd’hui, les Equinoxiales qui s’ouvrent à heure fixe de la journée quelque soit la saison et sans tenir compte des conditions météorologiques. (…)

Mais cette expérience peut nous laisser perplexe quand même: comment ces plantes font-elles pour savoir l’heure de la journée si elles ne se laissent ni influencer par la météo, ni par la longueur d’exposition au soleil? C’est comme si la plante possédait un système interne permettant de lui indiquer l’heure du jour: un mécanisme endogène…

Le premier à avoir cherché à caractériser ce mécanisme endogène est un astronome français,  Jean-Jacques d’Ortous de Mairan, qui, en 1729,  a pris des plants de Mimosa pudica, capable de phototropisme, et les a enfermés dans sa cave.

De Mairan a alors observé que le comportement des feuilles de la plante, s’ouvrant le matin et se refermant le soir, continuait même dans l’obscurité totale! (…)

Heureusement, de nombreux botanistes (Johann Gottfried Zinn, Henri Louis Duhamel du Monceau, Alphonse Louis Pierre Pyrame de Candolle) ont reproduit l’expérience avec des protocoles très rigoureux, à températures et humidités constantes, sans possibilité de fuite de lumière, et ont confirmé le résultat de de Mairan. (…)

… la chronobiologie étant la discipline scientifique étudiant l’organisation temporelle des êtres vivants. (…)

Les premières expériences de chronobiologie se penchaient donc sur les rythmes endogènes des plantes, sans influences externes (tout ce qui pourrait leur donner une notion de temps). On appelle ces protocoles des expériences de libre-cours où l’on place une plante en obscurité ou en lumière constante. Au-delà de l’existence d’un rythme endogène, ce qui a surpris ces premiers chronobiologistes, c’est que ces rythmes n’aient pas une période exactement égale à 24h (24h et des poussières dans l’obscurité et 25,5 heures en luminosité constante chez Mimosa pudica). (…)

Ces études ont permis cependant de révéler que ces périodicité n’étaient pas systématiquement identiques et pouvaient, encore une fois, varier selon les conditions de libre-cours (obscurité ou lumière constante), selon les espèces et même selon les individus. Cependant, la période était toujours proche de 24h. (…)

Les synchroniseurs agissent donc en entraînant le rythme endogène vers un rythme nycthéméral. La bouffe, la lumière, la température, l’humidité sont des “zeitgebers”. Et pour faire poétique, on peut dire : pas de nycthémère sans lumière. (…)

Et puis, un chercheur, Colin Pittendrigh, a compilé en 1960 une liste de 16 observations empiriques concernant les rythmes circadiens dont voici un échantillon:

– Les rythmes circadiens ont une période approchant le rythme nycthéméral de la rotation de la terre.

– Les rythmes circadiens sont ubiquitaires dans le vivant.

– Les rythmes circadiens sont endogènes, autonomes et innés.

– Les rythmes circadiens, bien que sensibles à la température, n’y varient pas de manière linéaire (il y a compensation thermique).

– Les rythmes circadiens sont entrainés par des zeitgebers environnementaux. (…)

Chez les mammifères, l’organe qui, lésé, entraîne l’arythmie, porte un nom à coucher dehors: ce sont les noyaux suprachiasmatiques (NSC en français), deux petites boules de 10000 neurones chacune et située dans l’hypothalamus. (…)

Le fait que ces structures soient composées de cellules photoréceptrices semblait idéal pour réguler le rythme endogène. (…)

Prenez la glande pinéale par exemple: non seulement elle est bardée de cellules photoréceptrices chez presque tous les vertébrés (sauf chez les mammifères à ce qu’on sache), mais chez la plupart des espèces de vertébrés, on la trouve associée avec un organe entier photorécepteur. Chez la plupart des poissons et chez les lamproies on parle d’organe parapinéal, chez les amphibiens on parle d’organe frontal et chez la plupart des lézards, on cause d’organe pariétal.

Prenez la glande pinéale par exemple: non seulement elle est bardée de cellules photoréceptrices chez presque tous les vertébrés (sauf chez les mammifères à ce qu’on sache), mais chez la plupart des espèces de vertébrés, on la trouve associée avec un organe entier photorécepteur. Chez la plupart des poissons et chez les lamproies on parle d’organe parapinéal, chez les amphibiens on parle d’organe frontal et chez la plupart des lézards, on cause d’organe pariétal. (…)

De récentes études ont même montré que les NSC [] des têtards de poissons, bien que logés au milieu du cerveau, étaient sensibles à la lumière et contrôlaient des comportements phototactiques (c’est à dire qu’ils se mettent à nageouiller en absence de lumière). (…)

La glande pinéale est donc responsable de la synthèse de la mélatonine mais cette sécrétion n’est pas continue, elle est uniquement nocturne et suit donc un rythme circadien. (…)

Ce que (…) résultats suggèrent, c’est que l’on possède des horloges circadiennes de différents âges. Certaines sont très vieilles, comme cette horloge moléculaire qu’on retrouve dans les cyanobactéries et qui peut être est la même agissant dans nos globules rouges. D’autres sont juste un poil moins anciennes et se retrouvent dans toutes nos cellules, et puis d’autres ont accompagnées l’émergence des organismes à plusieurs cellules. A travers la quête de nos horloges biologiques, on se retrouve à creuser les strates de notre histoire évolutive, mettant une énième fois en évidence le fait que tous les êtres vivants sont liés par des liens de parenté. Mais ici, en toile de fond, une dimension nouvelle se dégage. Ce rythme latent, ce rythme qu’on cherche dans tout ce qui vit, c’est le rythme des milles milliards de levers et couchers de soleil qui se sont succédés à la surface de notre planète. Cette quête du rythme, c’est l’une des rares occasions que la biologie peut trouver pour toucher du doigt les rythmes de notre immense univers.»

Le rythme das la peau

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«Chez les reptiles, il est beaucoup plus petit que les yeux latéraux et est composé d’une rétine et d’un nerf qui passe par un orifice dans le crâne, le foramen pariétal, pour relier la glande pinéale.

L’appellation « troisième œil » est utilisée pour désigner l’ensemble des cellules thermosensibles que possèdent certains reptiles tels le crotale au bout de leur museau et qui leur permet de chasser efficacement en résolvant le mimétisme de leur proies.

En effet même si la proie se masque en s’immobilisant ou en se fondant dans le paysage par sa couleur ou sa forme elle ne peut changer sa température : le crotale1 semble pouvoir différencier deux signatures thermiques avec une précision au millième de degré. (…)

Ainsi chez certains reptiles et oiseaux, la glande pinéale qui est située juste sous la surface du crâne, capte l’intensité lumineuse extérieure et permet ainsi d’ajuster le rythme circadien de l’animal2, ce qui fait qu’on la désigne parfois comme le troisième œil des vertébrés primitifs3

Source

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«Les médecins savaient bien qu’il s’agissait d’une glande à sécrétion interne, qu’elle avait une influence décisive sur le développement corporel et intellectuel de l’individu et qu’elle exerçait une action antagoniste de l’hormone gonadotrope de l’hypophyse, mais on n’était pas parvenu à isoler aucune des hormones qu’elle était censée sécréter.

Après trois ans de travaux de chercheurs de l’Université Yale, aux Etats-Unis, ils ont réussi à extraire des glandes de 250 000 bœufs, 1,5 milligramme d’une substance appelée mélatonine qu’on ne trouve dans aucune autre partie de l’organisme, et dont ils ont commencé à étudier les propriétés. La propriété la plus remarquable de cette substance est son action sur la pigmentation de la peau qu’elle éclaircit.(…)

Cet oeil pinéal, comme l’appelle les savants en raison de sa forme en pomme de pin, est logé dans un trou de la voûte cranienne et recouvert seulement par la peau qui est, à cet endroit, amincie et translucide. Sans aucun doute, cet organe est fonctionnel. S’il ne voit pas nettement, du moinds est-il capable de faire apprécier à son possesseur les variations de lumière et d’obscurité, d’insolation, de température, etc. (…)

L’intérêt si particulier de l’iguane, du caméléon, du lézard ocellé et surtout du sphénodon est d’avoir un oeil pinéal plus développé que celui d’aucun autre animal actuel. (…)

Mais il se peut que l’épiphyse, comme l’indique son nom de glande pinéale, ne soit qu’une glande à sécrétion interne. Diverses expériences, faites sur les oiseaux, semble établir qu’elle retarde le développement le génital et agit donc en sens inverse de l’hypophyse.»

Source

tut40b

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