Le
problème
Pour survivre le lombric doit
surtout grandir en longueur et
NON PAS de façon proportionnelle entre épaisseur et
longueur.
Le
lombric a une respiration cutanée. Elle se fait par diffusion
au travers de la cuticule perméable. L’oxygène
pénètre à travers sa peau et se fixe sur le sang.
Les glandes de l'épiderme produisent continuellement du mucus qui
maintient la surface humide, et permet ainsi à l'oxygène de diffuser
vers l'intérieur de l'animal.
La
peau d'un lombric est constituée d'un épiderme mince (une seule couche
de cellules) recouvert d'une fine cuticule transparente. Du mucus
(sécrété par des cellules spéciales) maintient la surface de la peau
toujours humide, la protège contre l'abrasion des particules du sol
et la lubrifie, ce qui facilite la progression dans les galeries du
sol.
L'ensemble : épiderme, fine cuticule, mucus est perméable à l'oxygène
et au dioxyde de carbone à condition qu'il soit humide.
Sous la
peau, se trouvent des capillaires sanguins et les muscles périphériques
dont les contractions permettent la reptation du ver, son enfouissement
dans le sol, sa locomotion dans les galeries qu'il a creusées dans
le sol. Quand
le temps est sec, le lombric creuse plus profond pour faire ses galeries
et rester humide. En
été on trouve des vers de terre desséchés morts asphyxiés.
Une organisation aussi simple du système respiratoire présente une
contrainte : le ver ne peut pas grandir de façon proportionnelle
en épaisseur et en longueur, sinon la surface de la peau serait
insuffisante pour assurer les échanges gazeux.
En effet, la forme du ver étant assimilée à celle d'un cylindre, si
toutes les longueurs sont multipliées par 2, la surface de
la peau est multipliée par 4 (22) mais le volume est augmenté
d'un facteur 8 (23). Or, la consommation d'oxygène est
proportionnelle au volume alors que les échanges gazeux au travers
de la peau sont proportionnels à l'aire de la surface.
Il a été calculé que la taille maximale théorique d'un ver de terre
correspond à un diamètre de 3 centimètres. Et il est intéressant de
constater que les plus gros vers de terre existants, qui vivent dans
certaines régions de l'Australie ont ce diamètre pour une longueur
de 3 mètres.
Nous pouvons observer dans ma
page sur le cylindre,
- l'évolution parabolique
du volume d'un cylindre de hauteur constante en fonction du diamètre,
puis
- l'évolution linéaire
du volume du cylindre en fonction de sa hauteur quand le diamètre
est fixe.
Ci-dessous, dans
les deux animations le ver est assimilé à un cylindre,
nous allons comparer l'évolution de la surface cutanée
et du volume
1°) quand son diamètre est fixe et que la longueur varie
puis
2°) quand la longueur est fixe et que le diamètre du ver
varie.
Les
courbes : surface de la peau et volume du lombric
(assimilé à un cyclindre).
1°) La longueur est fixée
a priori (modifier éventuellement avec le bouton adéquat),
Modifier ensuite le diamètre dans le bouton adéquat
: le volume du ver croît beaucoup plus vite que l'aire de sa
surface cutanée.
A longueur fixée,
l'évolution du volume en fonction du diamètre est parabolique
alors que celle de l'aire de la surface cutanée est linéaire.
