RYTHMES BIOLOGIQUES ou BIORYTHMES

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Rythme biologique : définition des paramètres

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Rythmes circadiens en conditions de libre cours.

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Drosophile : rythmes circadiens d'éclosion

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Rythme circadien et réponse de phase

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Les horloges biologiques et les mécanismes de l'organisation temporelle des animaux

Les horloges circadiennes

La rythmicité des animaux, en particulier circadienne, repose sur le jeu de mécanismes physiologiques que l'on désigne globalement sous le nom d'horloge interne ou d'horloge biologique, qui permet de mesurer le temps et de donner l'heure. Oscillateur ou pacemaker sont utilisés comme synonymes. Cette horloge doit manifester certaines propriétés, à savoir : osciller sans recevoir d'information ni de signal extérieur ; conserver cette périodicité de façon stable et indépendante de la température ; être remise à l'heure et ajustée par des facteurs de l'environnement. Cette dernière propriété implique l'existence de voies d'entraînement, transmettant les signaux de l'environnement à l'horloge pour sa synchronisation. Dans la majorité des systèmes circadiens, une voie d'entrée d'entraînement par la lumière existe, dans la mesure où le cycle lumière-obscurité a un rôle synchronisateur dominant. Des voies de sortie doivent également être présentes, permettant à l'horloge d'exercer son contrôle rythmique au niveau physiologique et comportemental. Étant donné la diversité des pigments photosensibles, des mécanismes de phototransduction et des types de cellules photoréceptrices, l'entraînement par la lumière est très nettement différent d'un organisme à l'autre. La diversité est encore plus grande au niveau des voies de sortie ; on peut supposer que des centaines de voies différentes régulées par l'horloge existent, assurant aussi bien le contrôle de la photosynthèse chez les plantes que celui des rythmes physiologiques et comportementaux des animaux. Il est clair que les voies d'entrée et de sortie de l'horloge biologique sont spécifiques de chaque organisme, de chaque système. L'horloge qui gouverne la rythmicité circadienne a été la plus étudiée ; jusqu'à présent, la compréhension de ces différents niveaux n'est complète pour aucun [...]


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Écrit par :

  • : docteur ès sciences, professeur à l'université de Franche-Comté, Besançon
  • : professeur des Universités
  • : maître de conférences à l'École normale supérieure
  • : docteur ès sciences, docteur en médecine, ancien directeur de recherche au C.N.R.S., directeur de recherche de l'unité de chronobiologie de la fondation A. de Rothschild

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Dans le chapitre « Variations cycliques »  : […] Il n'est guère de milieu où les facteurs physiques et chimiques restent constants dans le temps. L'alternance du jour et de la nuit introduit ainsi dans la vie des végétaux, et même dans celle des animaux, un rythme dont l'importance est essentielle. La succession des saisons entraîne également des variations considérables de la température, de la luminosité, de la pluviosité et, corrélativement, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biocenoses/#i_26219

COMPORTEMENT ANIMAL - Fondements du comportement

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  • Dalila BOVET
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Dans le chapitre « Rythme circadien »  : […] Beaucoup d'animaux ont un rythme biologique dit circadien, c'est-à-dire des comportements (veille-sommeil notamment) qui reviennent avec une périodicité d'environ vingt-quatre heures. On distingue souvent les animaux diurnes (actifs le jour et dormant la nuit) des animaux nocturnes (comportements inverses). Ainsi, le hamster domestique, comme la majorité des rongeurs, passe sa journée à dormir e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/comportement-animal-fondements-du-comportement/#i_26219

CROISSANCE, biologie

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Dans le chapitre « Rythmes »  : […] Une certaine rythmicité est imposée par les conditions externes : la croissance est plus importante au printemps et en été que pendant les saisons froides. Cette alternance dans les taux de croissance se retrouve dans la structure des tissus des végétaux ligneux ; le bois « de printemps » a des vaisseaux ligneux larges, alors que ces mêmes vaisseaux sont très étroits dans le bois formé à l'autom […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/croissance-biologie/#i_26219

ÉCLAIRAGE DOMESTIQUE

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Dans le chapitre « Rayonnement bleu  »  : […] Certaines études sérieuses ont mis en évidence une dangerosité potentielle du rayonnement bleu émis par certaines sources de lumière très brillantes émettant une lumière blanche froide. Les LED sont plus particulièrement concernées par ce problème car certaines d’entre elles peuvent être très brillantes et émettre une lumière très froide. À forte dose, cette lumière bleue est indiscutablement dang […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/eclairage-domestique/#i_26219

ÉPIPHYSE ou GLANDE PINÉALE

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Dans le chapitre « Glande pinéale et synchronisation de l'activité sexuelle »  : […] La plupart des Vertébrés qui habitent les zones tempérées ou arctiques ont un cycle de reproduction annuel. Pour le maintien de l'espèce, il est essentiel que les jeunes naissent ou soient sevrés au moment où les conditions de survie sont les meilleures, généralement le printemps ou l'été sous nos latitudes. Les variations saisonnières de la photopériode sont intégrées par de nombreux animaux de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/epiphyse-glande-pineale/#i_26219

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Le biochimiste américain Woody Hastings a posé les bases moléculaire et génétique d’une nouvelle discipline, la photobiologie, en étudiant la production de lumière (luminescence) par des bactéries et des protistes. Il a pu ainsi identifier un mécanisme nouveau de contrôle de l’activité des gènes appelé quorum sensing , qui permet la coordination de la pr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hastings-john-woodland-dit-woody/#i_26219

HORLOGES BIOLOGIQUES

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Bien que l'existence de rythmes journaliers soit connue de longue date, chez les végétaux comme chez les animaux, l'idée que ceux-ci reposent sur une horloge interne est assez récente. Jean Jacques d'Ortous de Mairan rapporta à l'Académie des sciences de Paris en 1729 ses observations d'un rythme d'ouverture des feuilles de mimosa, rythme persistant lorsque les plants se trouvaient placés en obscu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/horloges-biologiques/#i_26219

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La mélatonine (N-acétyl-5-méthoxy-tryptamine) est une hormone sécrétée principalement par la glande pinéale ou épiphyse et également produite, mais en beaucoup plus faible quantité, par la rétine. Durant les trente dernières années, l'intérêt pour la glande pinéale a été relancé à la suite de l'isolement et de la caractérisation de la mélatonine, par Lerner et ses collaborateurs en 1958. Son nom l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/melatonine/#i_26219

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Dans le chapitre « Problèmes biologiques Déterminisme »  : […] Bien qu'il fasse appel à des mécanismes physiologiques assez uniformes, le déterminisme de l'impulsion migratoire varie dans une large mesure selon les groupes animaux envisagés. Comme la reproduction, les migrations s'intègrent dans le cycle annuel des animaux dont toutes les phases dépendent d'un rythme physiologique très complexe affectant l'ensemble de l'organisme et particulièrement les glan […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/migrations-animales/#i_26219

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Dans le chapitre « Modalités de l'action des facteurs mésologiques et des réactions des organismes »  : […] Toutes les composantes du milieu, biotiques et abiotiques, doivent être placées par l'écologiste dans une perspective temporelle, tenant compte d'abord de la durée de leur action sur l'organisme et permettant ensuite d'apprécier leur influence sur l'espèce dont il fait partie, sans oublier les éventuelles variations subies par les facteurs mésologiques dans le passé. On a déjà souligné qu'un facte […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/milieu-ecologie/#i_26219

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Dans le chapitre « Cycles d'activité. Rythmes exogènes et endogènes »  : […] L'organisme des Mollusques est particulièrement sensible aux changements saisonniers ; mais il est aussi le siège de phénomènes rythmiques en rapport avec les marées, l'alternance du jour et de la nuit, parfois même avec les lunaisons. Le muscle adducteur des Bivalves montre une alternance de phases d'activité et de repos. La phase d'activité commande la phase active de la filtration et par voie […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mollusques/#i_26219

PHOTOPÉRIODISME, en bref

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Les Américains Wightman W. Garner et Harry A. Allard montrent, en 1920, que la floraison d'une variété de tabac (Maryland Mammoth) dépend de la durée de l'éclairement journalier (photopériode). Ils nomment ce phénomène photopériodisme. En multipliant leurs travaux, ils répartissent les plantes en fonction de la sensibilité de leur floraison à la longueur du jour (plantes indifférentes, plantes de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photoperiodisme-en-bref/#i_26219

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Dans le chapitre « Besoins des plantes en lumière »  : […] De nombreuses observations écologiques et physiologiques ont permis de classer les plantes en trois groupes selon la quantité de lumière nécessaire à leur floraison : les plantes de jour long ou héméropériodiques ; les plantes de jour court ou nyctipériodiques ; les plantes indifférentes au photopériodisme. Vis-à-vis du photopériodisme de jour long ou de jour court, les plantes peuvent avoir des e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photoperiodisme/#i_26219

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1912 J. Tournois observe que la floraison du chanvre et du houblon est plus précoce quand on diminue la durée de l'éclairement journalier. 1918 G. Gasner montre que les céréales d'hiver ont besoin d'un traitement par le froid pour fleurir (vernalisation), alors que celui-ci n'est pas nécessaire pour les céréales de printemps. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photoperiodisme-reperes-chronologiques/#i_26219

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Dans le chapitre « Phénomènes contrôlés par le phytochrome »  : […] La germination des semences à photosensibilité positive représente une réaction photomorphogénétique type. Tant qu'elle n'a pas été éclairée, la semence est incapable de germer, même dans des conditions par ailleurs favorables (humidité, aération, température), alors que, après une exposition suffisante à la lumière (5 min pour la laitue, 1 min pour le tabac, 24 h pour l'épilobe), la germination […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phytochrome/#i_26219

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Dans le chapitre « Genèse bio-psychologique »  : […] La réflexion sur la notion de temps ramène donc l'homme à son expérience intime. Le temps n'est pas une chose qu'on peut saisir dans l'espace, c'est au contraire une sorte d'espace mental où se déroulent les choses. Tel était déjà le résultat des analyses de saint Augustin. Mais les études de psychologie contemporaine obligent à distinguer plusieurs niveaux de l'expérience intérieure du temps. Le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/temps/#i_26219

THERMORÉGULATION, biologie

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Voir aussi

Pour citer l’article

Bernard MILLET, René LAFONT, Catherine BLAIS, Alain REINBERG, « RYTHMES BIOLOGIQUES ou BIORYTHMES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/rythmes-biologiques-biorythmes/