Histoire évolutive de l'?il - Définition

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Introduction

L'œil est un système sensoriel utilisé dans l'ensemble du règne animal. En effet, la lumière donnant un grand nombre d'informations sur l'environnement, elle est, et a été, une force sélective majeure, qui a conduit à la formation d'une grande variété de systèmes capables de percevoir la lumière.

La définition de l'œil varie selon les biologistes, certains considérant qu'un œil est un organe capable de produire une image à partir de différences d'intensités entre photorécepteurs. Dans cet article, l'œil est défini dans un sens plus large, comme étant l'association fonctionnelle d'au moins une cellule photoréceptrice et une cellule pigmentée.

L'évolution de l'œil commence pendant la période pré-cambrienne, alors que se forme une opsine primitive, à l'origine des opsines des yeux actuels, responsables de la photoréception. La radiation évolutive du Cambrien est ensuite marquée par l'évolution convergente d'yeux complexes chez de nombreux embranchements formés à cette époque. Les yeux ainsi formés présentent une grande diversité de structures, notamment sur la manière dont la lumière est captée et concentrée. Par la suite, les yeux évoluent sous l'influence des pressions sélectives de leur environnement, et les changement d'habitats ou de mode de vie sont souvent associés à des changements importants dans la structure et la fonction de l'œil.

Diversité des yeux

Environ 1/3 des 33 embranchements animaux existants possède des organes photosensibles, et un autre tiers possède des yeux, le dernier tiers n'ayant a priori pas d'organes spécialisés dans la détection de la lumière. On constate aujourd'hui une importante diversité, aussi bien dans la structure morphologique, anatomique ou moléculaire de l'œil, que dans la type d'information prélevé à partir de la lumière.

Diversité fonctionnelle

Les yeux, s'ils permettent tous de percevoir et d'analyser la lumière, n'en retirent pas tous les mêmes informations. En effet, peuvent-être analysées :

  • La direction, ce qui nécessite différentes orientation des pigments.
  • L'intensité. Tous les yeux sont capables de percevoir l'intensité lumineuse. Cependant, il existe une grande variabilité dans la sensibilité (intensité minimale perçue) et la qualité de contraste (différence minimale d'intensité perçue) au sein du règne animal.
  • La longueur d'onde. Alors que certains yeux ne détectent pas du tout la longueur d'onde de la lumière incidente, de nombreux yeux sont capables de percevoir les couleurs. La perception des couleurs et des contrastes varie grandement selon le embranchement (parfois même le genre) considéré.
  • La formation d'une image. La concentration de pigments dans une zone de la rétine, la fovéa, permet la formation d'une image chez certains yeux. Seuls 6 embranchements animaux (les Cnidaires, les Mollusques, les Arthropodes, les Chordés, les Annélides et les Onychophores) sur 33 possèdent des yeux capables de former des images, mais ces embranchements représentent, à eux seuls, 96% des espèces animales connues. Là encore, la résolution de l'image formée varie énormément d'une espèce à l'autre.

Diversité structurale

Toutes les structures de l'œil présentent une variabilité, parfois associée à différentes fonctions :

  • Il existe de nombreux pigments différents, composés d'une opsine (5 classes différentes chez les Vertébrés) et d'un chromophore (2 différents). Le nombre de pigments différents, et le type de pigments présents, diffèrent entre les espèces, et même entre les différentes cellules photoréceptrices d'une même espèce. De plus, il peut exister un polymorphisme spécifique. au niveau du nombre et du type de pigment présents.
  • Les cellules photoréceptrices peuvent être ciliées ou rhabdomérique (et possèdent alors des microvillosités).
  • La vision chromatique peut-être obtenue par une composition variée de pigments (chez l'homme, par exemple), mais aussi par la présence de gouttelettes lipidiques dans la rétine, et formant un filtre coloré.
  • Les yeux peuvent ne contenir qu'une seule chambre oculaire (œil camérulaire, chez les Vertébrés et les Céphalopodes) ou être composés de multiples yeux élémentaires appelés ommatidies (œil composé, chez la majorité des Arthropodes).
  • S'il y a création d'une image, celle-ci peut-être formée par ombrage, par réfraction ou par réflexion, ces trois types d'images étant trouvé dans la plupart des embranchements pouvant former des images.
  • Les crystallines, responsables de la réfraction dans la lentille, sont généralement taxon-spécifique.
  • La position et le nombre d'yeux sont très variables selon les espèces.
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