Anatomie des serpents

Les reptiles ont plusieurs points en commun avec les mammifères. Ils ont un oesophage, un estomac, des intestins, une trachée, des poumons, des reins, un foie, un pancréas, etc. Cependant, il existe plusieurs points qui différencient les reptiles des mammifères. Par exemple, ils ont un coeur qui ne comporte que trois cavités au lieu de quatre. L'anatomie des reptiles se ressemble d'une espèce à l'autre, mais il existe tout de même des différences du point de vue anatomique entre les tortues, les crocodiliens, les lézards et les serpents.

Anatomie interne

Les serpents contrairement à la majorité des espèces vivantes sur la terre sont de forme allongée. Tous leurs organes possèdent cette morphologie spéciale. L'anatomie des serpents se divise en trois sections : les tiers.

Le premier tiers comprend la tête (choane, dents, langue, glotte et organe de Jacobson); le début de l'oesophage; le début de la trachée, qui est musculeuse pour éviter l'étouffement; le coeur et le poumon gauche, qui est soit atrophié soit absent tout dépendamment des espèces.

Le deuxième tiers comprend, entre autres, le foie, le pancréas et l'estomac. Il comprend également le poumon droit, qui est volumineux : il est aussi long que le deuxième tiers et c'est à l'aide de ce poumon que le serpent respire.

Le dernier tiers comprend les intestins, les reins, l'uretère, et soit les testicules, spermiductes et hémipénis ou soit les ovaires et oviductes selon le cas.

Le système cardiovasculaire

Les serpents possèdent un coeur à trois chambres au lieu de quatre. Ce coeur comporte deux oreillettes et un seul ventricule. Cependant, même si les serpents n'ont qu'un seul ventricule, leur coeur fonctionne à peu près de la même manière que celui des mammifères, car une séparation existe entre les deux moitiés du ventricule ce qui permet d'éviter un mélange entre les sangs veineux et artériels. Pour faciliter l'ingestion de proie, le coeur est mobile. Il n'est pas situé exactement au même endroit chez tous les serpents, il varie de positionnement selon les espèces.

Les reptiles ont un système que les mammifères n'ont pas : le système porte rénal. Avec ce système, le sang provenant de la queue de l'animal doit être filtré par les reins avant de retourner en circulation. Il est très important de connaître cette particularité lorsqu'on injecte des drogues aux reptiles, car plusieurs drogues utilisées pour traiter les reptiles sont éliminées par les reins. Donc, si l'on injecte la drogue dans le dernier tiers du serpent, elle n'aura pas le temps de faire effet et elle sera automatiquement éliminée par les reins. Ceci peut donc entraîner une diminution ou une absence d'effet du traitement. De plus, les drogues qui sont néphrotoxiques (toxiques pour les reins) pourraient entraîner de sérieux problèmes rénaux si elles sont injectées dans le dernier tiers.

Les serpents sont capables de contrôler de façon réflexe leur pression artérielle, mais ce contrôle diminue si le serpent est sous ou sur chauffé. Ceci permet au reptile de contrôler légèrement sa température corporelle. La fréquence cardiaque varie selon les espèces de 20 à 70 battements par minute.

Le système digestif

Les serpents ont un tube digestif relativement court et complètement adapté à leur mode d'alimentation. Puisque les serpents mangent des proies entières, ils ont besoin de mécanismes spéciaux pour permettre à leur corps d'ingérer et de digérer de telles proies. Les serpents ont la capacité d'ouvrir leur gueule très grande pour faciliter l'insertion de grosses proies.

Leurs dents sont nombreuses et non enracinés. Elles pointent vers l'arrière pour faciliter la progression de la proie vers l'osophage. Contrairement aux mammifères, les serpents perdent leurs dents et les remplacent régulièrement. Ces animaux à écaille possèdent généralement 6 rangées de dents, une rangée pour chaque côté du mandibule et deux rangées par côté du maxillaire (une sur les rebords et une plus au centre).

Les serpents possèdent de nombreuses glandes muqueuses dans la cavité orale afin de faciliter la descente de la proie vers un osophage musculeux et très extensible. À l'intérieur de l'estomac se trouvent de puissantes enzymes pour permettre la digestion de proies entières. Tout comme les mammifères, les serpents ont aussi un pylore qui contrôle la transition de la nourriture de l'estomac vers le petit intestin. Le petit intestin des serpents est relativement court et peu enroulé contrairement aux mammifères.

Les reptiles, comme les mammifères, ont un colon. Par contre, les boïdés ont de plus, un caecum qui se situe au niveau du colon proximal. Le système digestif se termine par le cloaque. Le cloaque est un orifice où se rejoignent les produits du système digestif, urinaire et reproducteur. Il est composé de trois chambre : le coprodeum, l'urodeum et le proctodeum. Le coprodeum récolte les fèces. L'urodeum récolte les produits du système reproducteur et urinaire, c'est-à-dire l'urine et les oeufs ou le sperme. Finalement, le proctodeum est la chambre la plus près du cloaque. Elle sert à mélanger les produits de deux autres chambres. C'est pour cette raison que les fèces de serpents contiennent aussi les urines.

Les systèmes endocrinien et immunitaire

Les serpents ne possèdent pas de ganglions lymphatiques. On ne peut donc pas rechercher leur inflammation comme signe caractéristique d'infection. Les serpents possèdent tout comme les mammifères une rate, un pancréas et une vésicule biliaire. Ces organes jouent sensiblement les mêmes rôles chez ces animaux. La rate est une petite sphère rougeâtre située entre la vésicule biliaire et le pancréas. Le pancréas et la rate sont généralement adhérés ensemble. Le pancréas se trouve derrière la vésicule biliaire tout de suite après l'estomac.

Contrairement aux mammifères et même aux lézards et aux tortues, la vésicule biliaire n'est pas adhérée au foie chez les serpents. Les serpents possèdent un thymus. Son rôle est le même que pour les mammifères, c'est-à-dire la protection de l'organisme par la production de cellules immunitaires. La thyroïde est également présente chez les serpents. Cette glande joue un rôle important dans le processus de la mue.

Les reptiles possèdent une ou deux paires de glandes parathyroïdiennes. Ces glandes ne sont pas représentées sur le dessin, car elles sont très petites et difficiles à visualiser. Cependant, elles se trouvent à proximité de la thyroïde. Elles servent à la régulation des niveaux de calcium et de phosphore dans l'organisme.

Le système respiratoire

Lors de la respiration chez les serpents, l'air entre tout d'abord dans la glotte pour se diriger par la suite dans la trachée et les poumons. La glotte est située en partie postérieure de la langue au niveau de la mandibule. La glotte des serpents est toujours fermée, elle s'ouvre seulement lors des respirations.

Une petite structure cartilagineuse dans la glotte vibre lorsque le serpent expire avec force. C'est ce qui cause les sifflements caractéristiques des serpents. La glotte a la capacité de se déplacer de façon latérale lors de l'ingestion de nourriture afin de permettre au serpent de respirer tout en mangeant

La trachée est composée d'anneaux cartilagineux incomplets en forme de C, la portion ventrale est composé de cartilage rigide et la portion dorsale, qui referme le C, est plutôt membraneux.

La plupart des serpents ont un poumon gauche atrophié ou absent. C'est principalement avec le poumon droit, qui est très volumineux, que le serpent respire. La partie antérieure du poumon droit sert aux échanges gazeux et la partie postérieure ne sert pas comme tel à la respiration, il s'agit plutôt d'un sac aérien. 

Les serpents n'ont pas de diaphragme, ils ne peuvent donc pas tousser. La musculature costale est responsable de la respiration.

Les systèmes urinaire et reproducteur

Les serpents ont deux reins de couleur brune qui comprennent chacun entre 25 à 30 lobes. Le rein droit est toujours positionné de façon antérieure par rapport au rein gauche.

Les serpents n'ont pas de vessie, l'uretère relie donc directement les reins et l'urodeum. Puisqu'il n'y a pas de vessie chez le serpent, il n'y a pas non plus d'urètre.

Tous les serpents mâles ont des fourreaux dans lesquels sont rangés deux hémipénis. Pendant la copulation, le mâle sort un de ses deux hémipénis de son fourreau pour pénétrer la femelle. Chez les serpents tout comme les lézards, les hémipénis sont inversés lorsqu'ils sortent de leurs fourreaux.

Les testicules au nombre de deux sont cylindriques et situés à l'intérieur du corps. Tout comme les reins, le testicule droit est antérieur au testicule gauche. Les testicules ne sont pas toujours de même taille, leur taille varie selon la saison. En saison de reproduction, les testicules sont plus volumineux qu'en période de repos. Tout comme pour les testicules du mâle, la femelle possède des ovaires de forme longiligne.

Le système musculosquelettique

Puisque les serpents ne possèdent pas de pattes, leur anatomie est composée de moins de type de muscles et d'os différents. Par contre, cela ne signifie pas pour autant qu'ils ne possèdent pas beaucoup de muscles et d'os. Les serpents possèdent près de 300 côtes et vertèbres. Les serpents n'ont pas de sternum, donc les côtes sont libres de mouvement, ce qui permet l'ingestion de grosses proies. Les serpents n'ont pas de ceinture pelvienne, ni de ceinture pectorale.

Le crâne des serpents est solide, mais articulé. Les mâchoires sont mobiles. La mâchoire supérieure est liée aux os du crâne de façon lâche. La mâchoire inférieure est très flexible et peut aller pratiquement dans tous les sens.

On retrouve chez les serpents les muscles pariétaux. Ces muscles se rattachent aux côtes. On retrouve également des muscles intercostaux (entre les côtes), des muscles costocutanés (entre les côtes et la peau) et des muscles peaussiers qui assurent la mobilité des écailles.

Les serpents se déplacent principalement selon un mode de locomotion appelé l'ondulation latérale. Selon ce mode de locomotion, le serpent glisse sur le substrat, chaque partie de son corps passe successivement par les mêmes endroits. L'ondulation latérale est possible grâce à une série de contractions et de relaxations musculaires en alternance d'un côté à l'autre de la tête vers la queue. Les serpents peuvent se déplacer selon d'autres modes et ils peuvent même selon les espèces nager, grimper, s'enfouir et bondir.

Anatomie externe

Anatomie externe et organes des sens

Grossièrement, un serpent est un animal ectotherme, possédant des écailles, mais pas de pattes. Sa tête peut être bien définie par un cou plus étroit ou pas du tout selon les espèces. L'anatomie externe générale du serpent peut se diviser en trois partie : la tête, le corps et la queue.

La queue est plus ou moins longue selon les espèces. On peut distinguer la queue du reste du corps par la présence du cloaque. Tout ce qui se trouve caudalement au cloaque se nomme la queue. La queue ne contient à toute fin pas d'organe si ce n'est des hémipénis chez le mâle et des glandes anales ("musk gland") autant chez le mâle que chez la femelle. Les glandes anales servent à réaliser des interactions sociales avec leurs congénères ou même à dissuader des prédateurs.

Les serpents possèdent des yeux, une gueule, une langue bifide, des narines, mais pas d'oreille en tant que telle. Les serpents ne possèdent pas de paupières. Ils ont plutôt une écaille protectrice transparente qui recouvre la cornée de l'oeil. Une substance ressemblant à des larmes est présente entre la cornée et l'écaille protectrice pour humidifier et protéger l'oeil. L'écaille protectrice recouvrant l'oeil mue en même temps que le reste du corps du serpent. Il arrive parfois que cette écaille mue de façon inadéquate.

La forme de la pupille varie selon le mode de vie du serpent. La pupille peut être ronde ou verticale. En de très rares cas, elle peut même être horizontale. Généralement, les espèces diurnes ont des pupilles rondes, tandis que les espèces crépusculaires ou nocturnes ont plutôt les pupilles verticales. Certains serpents fouisseurs sont aveugles et certains ne possèdent même pas de yeux. Certains serpents ont une très bonne vision et certaines espèces voient même les couleurs.

Les serpents ne possèdent pas de pavillons auriculaires. Ils ne possèdent pas de membrane tympanique, ni d'oreille moyenne. Il possède par contre une oreille interne. Par le passé, il était de mise de considérer les serpents comme étant tous sourds. On croyait que tout ce qu'entendait les serpents était les vibrations. Maintenant, les recherches ont permis de démontrer que les serpents peuvent aussi entendre quelques sons de basses fréquences. Cela dit, l'audition est un sens très peu développé chez les serpents.

Les serpents possèdent deux narines. Ces narines servent à la respiration. Un serpent en santé respire généralement uniquement par les narines. Un serpent respirant par la bouche peut être malade ou avoir considérablement trop chaud. Le serpent sent les odeurs un peu grâce à ses cellules olfactives présentes dans ses narines, mais aussi beaucoup grâce à son organe de Jacobson. Le serpent sort la langue et capte des odeurs. Par la suite, la langue retourne à l'intérieur de la gueule du serpent et l'extrémité de la langue entre en contact avec l'organe de Jacobson afin d'acheminer et d'analyser l'information olfactive. C'est pour cette raison que les serpents sortent si fréquemment leur langue.

Certaines espèces de serpent, comme les pythons, sont capables de détecter les rayons infrarouges émis par une source de chaleur. Ce sens est possible grâce aux fossettes thermosensibles. C'est grâce à ce sens qu'un serpent peut repérer une proie et l'attaquer avec précision, même dans l'obscurité complète.

La peau, les écailles et la pigmentation

La peau des serpents est constituée d'écailles qui contrairement à certaines croyances, ne sont pas gluantes. Les écailles protègent les serpents contre les traumas et la déshydratation. Elles ne s'étirent pas, mais la peau entre les écailles, elle, peut s'étirer. Les écailles peuvent être de formes, de taille et textures différentes. Un serpent peut avoir trois ou quatre sortes d'écailles différentes sur son corps. On retrouve les écailles dorsales, ventrales, céphaliques et sous-caudales. Les écailles dorsales sont généralement assez petites. On les retrouve sur le dos du serpent, mais également sur ses flancs. Ces écailles peuvent être lisses ou rugueuse selon l'espèce. Les écailles ventrales sont plus grandes que les écailles dorsales. Elles sont lisses pour faciliter la locomotion. Il existe plusieurs écailles céphaliques différentes. Chez certaines espèces, leur tête est pratiquement entièrement recouverte de petites écailles, tandis que d'autres espèces possèdent plusieurs variétés d'écailles de différentes tailles et de différentes formes sur la tête. Les couleuvres ont généralement plusieurs types d'écailles céphaliques. Les écailles sous-caudales sont situées sous la queue.

Les serpents ne possèdent pas de glandes liées à leur peau, exception faite des glandes anales, localisées ventralement à la base de la queue. Les serpents, comme les mammifères, possèdent une peau constituée de trois couches : l'épiderme, le derme et l'hypoderme. L'épiderme est la couche superficielle. Elle comprend à son tour quatre couches. Une couche de cellules très kératinisées, une couche cornée épaisse, une couche intermédiaire et une couche profonde, nommée couche basale. Le derme est constitué principalement de tissus conjonctif. Il est rempli de chromatophores. Ces cellules pigmentaires donnent la couleur au serpent.

On retrouve quatre chromatophores chez les serpents : les mélanophores, les guanophores, les lipophores et les allophores. Les mélanophores sont responsables du pigment brun-noir. Les guanophore sont des réflecteurs de lumière. Les lipophores sont responsables du pigment jaune, tandis que le rouge est attribuable aux allophores. Il est possible d'obtenir plusieurs variétés de teintes différentes grâce à la combinaison de ces pigments. Par exemple, des mélanophores combinés avec des lipophores et des guanophores vont donner des serpents aux teintes de vert et de jaune. L'albinisme est causé par une absence de mélanophores. Pour plus de détail sur l'albinisme voir la section génétique. Les guanophores sont responsables de l'irridescence de certains serpents comme le serpent arc-en-ciel (Xenopeltis unicolor) représenté sur cette photo.

Il est très rare d'observer chez les serpents un dimorphisme sexuel lié à la couleur ou aux motifs de la peau. Cependant, les adultes peuvent ne pas avoir la même coloration que les bébés. Par exemple, le python vert (Morelia viridis) naît souvent jaune et change de couleur avec les mois pour devenir totalement vert à l'âge adulte. Les motifs aussi peuvent changer. Souvent un bébé boa Amazone (Corallus hortulanus) aura peu de motifs et plus il vieillira, plus ses motifs prendront de l'ampleur.

Taille et forme

L'évolution naturelle a fait en sorte qu'il y a plusieurs espèces de serpents, de différentes formes et de différentes tailles. Allant de l'anaconda géant (Eunectes murinus) au tout petit boa caoutchouc (Charina bottae), la diversité de taille est importante chez les serpents. Plus le serpent est grand, plus il a de la difficulté à se déplacer et à élever sa température corporelle.

a forme du serpent dépend de son mode de vie. Les serpents longs et minces sont souvent arboricoles ou pourchassent leurs proies, tandis que les serpents courts et épais guettent leurs proies et les capturent par surprise. Il y a six types de forme du corps qui indiquent bien le mode de vie du serpent :

• Les serpents fouisseurs sont cylindriques.
• Les serpents terrestres ont le ventre aplati.
• Les serpents arboricoles ont généralement le ventre plats et les flancs anguleux pour mieux s'agripper.
• Les serpents aquatiques ont une forme ovale.
• Certains serpents ont une forme triangulaire.

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