Cours

Interactions durables
en milieu marin
Yves Desdevises
Université Pierre et Marie Curie
Observatoire Océanologique de Banyuls
04 68 88 73 13
[email protected]
http://desdevises.free.fr
Généralités
Interaction durable
Opposée à instantanée (ex : prédation)
Entre deux individus
Espèces différentes : hétérotypique
Mêmes espèces : homotypique
Symbiose (”vivre ensemble”)
France : bénéfice pour les deux partenaires, obligatoire
US : toute interaction durable entre deux espèces
Phorésie : transport
Mutualisme : bénéfice pour les deux partenaires
Commensalisme : bénéfice pour l’un, rien pour l’autre
Parasitisme : le parasite vit au dépend de l’hôte en lui
étant potentiellement néfaste. Il dépend métaboliquement
de son hôte
Association
Pas d’interaction
trophique
Phorésie
Interaction
trophique
indirecte
Commensalisme
Mort de l’hôte
Beaucoup
d’hôtes
Prédateur
Un hôte
Parasitoïde
Interaction
trophique directe
Coût
Exploitation
Bénéfice
Mutualisme
Rarement mort de l’hôte
Beaucoup
d’hôtes
Microprédateur
Un hôte
Parasite
Bush et al. 2001
Phorésie
Pas d’interaction trophique
Transport seulement
Balanes (crustacés cirripèdes) sur divers organismes
Inquilinisme
Acholoë/Ophiodromus (Annélides) dans les sillons
d’Astropecten
Ophiodromus
Acholoë
Crevettes dans Phallusia mamillata
Commensalisme
Bénéfice pour le commensal
Poisson Remora (Remora sp., Echeneis sp.) sur gros
hôte (requin, tortue, baleine, ...)
Cycliophora
Phylum découvert en 1995
Hôte = langoustine (Nephrops norvegicus)
Fixé sur les soies des pièces buccales de décapodes, se
nourrit des restes de repas
Peu d’espèces : Symbion pandora (N. norvegicus),
S. americanus (Homarus americanus), Symbion sp.
(H. gammarus)
Position phylogénétique incertaine : Bilatériens,
Protostomiens, Lophotrochozoaires, Gnathifères (? Avec
Rotifères, Acanthocéphales, ...)
1 : disque adhésif
2 : mâle nain
3 : anus
4 : anneau ciliaire
entourant la bouche
Stade trophique
environ 350 µm
Cycle
Reproduction sexuée et asexuée
1 stade fixé qui se nourrit. Reproduction sexuée à la fin
du cycle de mue de l’hôte
3 stades libres qui ne se nourrissent pas
Larve contenant un nouveau stade trophique
Mâle nain (environ 80 µm) : s’attache au stade
femelle fixé
Femelles, qui s’attachent, puis dégénèrent en larve
dispersantes
Zoanthaires
Parazoanthus sur éponges : Parazoanthus axinellae sur
Axinella damicornis
Myzostomides
Dans les sillons brachiaux d’échinodermes,
principalement des crinoïdes
Position taxonomique encore incertaine
Annélides (polychètes) ? (trochophore)
Proche des Plathelminthes ?
Embranchement ?
Se nourrissent des particules alimentaires présentes dans les
sillons des bras de leur hôte
5 mm max, très aplatis
5 segments et 5 paires de
parapodes uniramés,
segmentation peu
apparente
Hermaphrodites
Mutualisme
Bénéfice réciproque
Si obligatoire : symbiose (France)
Zooxanthelles dans polypes (Cnidaires)
Dinoflagellés (Symbiodinium spp)
Idem dans certaines éponges et
ascidies
Composés azotés
Polype
Composés phosphorés
Respiration
Métabolisme
Eau de mer
Zooxanthelle
Métabolisme
Photosynthèse
Oxygène
Composés organiques
Hormones,
vitamines
Gaz carbonique
Croissance, calcification
Carbonates,
bicarbonates
Animaux nettoyeurs
Crevette : Lysmata (seticaudata)
Poissons : Labre nettoyeur (Symphodus melanocercus)
Poissons-anémones
Gobius buchichii et Anemonia sulcata
Associations Pagure et anémone
Pagurus prideauxi et Adamsia palliata
Pagurus bernhardus (ou autre) et Calliactis
parasitica
sur Dardanus arrosor
Pagure Dardanus arrosor et éponge Suberites domuncula
Le déplacement du pagure évite l’envasement de
l’éponge pendant sa croissance
L’éponge finit par digérer et remplacer la coquille
Eponge Crambe crambe sur lamellibranche
Eponge toxique = pas de prédateurs
Crambe crambe sur Arca sp.
Microprédation
L’hôte est lentement “grignoté”, et peut finir par être
totalement consommé
Exemples
Mollusque gastéropode Tylodina perversa sur Verongia
(Aplysina) aerophoba
Vie sous 35 m de profondeur et/ou dans des grottes
Couleur jaune due à un pigment de l’éponge :
uranidine
Mollusque nudibranche Armina maculata, se
nourrit la nuit sur Veretillum
Mollusque nudibranche Peltodoris (Discodoris)
atromaculata sur Petrosia ficiformis
Lamproies (Chordés : Vertébrés)
Bouche modifiée pour sucer le sang
Sécrétion d’un anticoagulant : lamphrédine
Plusieurs hôtes, rarement tués (les plus petits)
Sélection des hôtes sur leur taille (les plus gros)
Myxines (Chordé : Crâniate)
Uniquement en mer
Moins aggressives : sur poissons morts ou mourants
Production importante de mucus
Parasitisme
Bénéfice pour le parasite, coût pour l’hôte
Localisation des parasites
Ectoparasite : externe. Ex : surface, écailles, branchies,
opercules, fosses nasales, ...
Endoparasite : interne. Ex : tube digestif, organes,
muscles, ...
Cycles des parasites
DIRECT
INDIRECT
Hôte définitif
Ad
Hôte définitif
L
Ad
Hôte
paraténique
L2
Hôte
intermédiaire 1
L1
Hôte
intermédiaire 2
L2
Parasites souvent peu pathogènes en milieu naturel, en
particulier les adultes : en général pas “intéressant” au
niveau évolutif
Conditions d’élevage modifient l’équilibre naturel et
induisent pathogénicité
Concentration d’hôtes élevée
Chaîne alimentaire perturbée
Modification des comportement : contacts, ...
Introduction de nouvelles espèces
Manipulation de l’hôte
Les parasites adultes sont généralement peu pathogènes en
conditions naturelles
Les stades larvaires le sont souvent davantage, en
particulier quand le cycle nécessite un transfert trophique
Cela peut parfois induire une modification du
comportement de l’HI
Fourmis parasitées par un cestode
Mésozoaires
Phylum très primitif (20-30 cellules) : entre les “protozoaires”
et les métazoaires (”pionniers ou dégénérés” ?)
Environ 50 espèces (mal) connues
Deux couches de cellules
Pas d’organes sauf les gonades
Parasites internes d’invertébrés marins : céphalopodes,
échinodermes
Orthonectides (gonochoriques) : Echinodermes,
Bivalves, Polychètes, Némertes
Dyciémides = Rhombozoaires (phases sexuées et
asexuées) : rein des Céphalopodes benthiques
Parasites les plus communs : prévalence de 100 % en
eaux tempérées
Pas de dégâts apparents : parasites ?
Plathelminthes
Aplatis
Turbellariés
Monogènes
Acoelomates
Symétrie bilatérale
Pas d’anus
Cestodes
Digènes
Aspidogastrea
Pas de système
respiratoire ni
circulatoire
Protonéphridies
Généralement
hermaphrodites
Monogènes
Ectoparasites : branchies, surface
200 µm à 1 cm
Tous aquatiques : poissons
principalement, céphalopodes,
batraciens, reptiles, ...
hippopotame
Anatomie
Cycle direct
Monopisthocotylea
Hapteur simple
Petits (< 1 mm)
Broutent l’épithélium : lésions
Polyopisthocotylea
Hapteur en plusieurs parties
Grands (> 1 mm)
Hématophages
Exemples
Dactylogyridae
Dactylogyrus spp., ...
Cyprinidae (carpe)
Anguillidés : Pseudodactylogyrus spp.
Gyrodactylidae
Gyrodactylus spp., ...
Polyembryonnie : pas de larve mobile,
transmission verticale et par contact
Nombreux hôtes (gobies, ...)
Très spécifique, > 20000 espèces
Capsalidae
Benedenia
Mugilidés
Diplectanidae
Furnestinia echeneis sur Sparus aurata
Diplectanum aequans sur Dicentrarchus labrax
Microcotylidae
Microcotyle sur Sparus aurata
D. aequans sur branchies de D. labrax
© UMR 5555, UP
Cestodes
Adultes tous endoparasites de l’intestin de Vertébrés
Parfois très longs (plusieurs m)
Ni tube digestif, ni enzymes digestives
Hermaphrodites, généralement protandres
Nombreux chez poissons (HI ou HD) : abondance,
nombre d’espèces - larves et adultes
HI : crustacés, mollusques, poissons
Parfois transmissibles à l’homme (Diphyllobothrium,
Bothriocephalus)
Anatomie
Cycle indirect
Exemple
Bothriocephalus (poissons plats)
Blocage mécanique
Détournement des nutriments
Bothriocephalus
Digènes
Endoparasites
1 mm à quelques cm
Stades adultes ou larvaires chez prédateurs :
poissons, céphalopodes, ...
Larves chez les mollusques
Souvent peu spécifiques
Anatomie
Cycle indirect
Exemples
Cainocreadium sp. : loup (D. labrax), denté (D. dentex)
HI 2 : Gobius sp.
HI 1 : Gibbula adansoni
Derogenes varicus
Nombre d’HD extrêmement
élevé : poissons, céphalopodes
Un des animaux les plus
largement répandu
Opecoeloides furcatus
HD : Rouget (Mullus surmuletus)
Aspidogastres
Aspidobothrea = Aspidogastrea = Aspidocotylea
Endoparasites facultatifs ou obligatoires de mollusques,
poissons, et tortues
Transition libre-parasite : peuvent vivre longtemps hors de
l’hote, pas de haute spécialisation au parasitisme
Pas d’espèce d’importance médicale ou économique
Peu d’espèces
Entre digènes (anatomie) et monogènes (biologie)
Anatomie
Cycle
Larve cotylocidium, ciliée et mobile
Direct : mollusques
Indirect
HD : vertébré
HI : mollusque (parfois crustacé)
Spécificité faible
Non pathogène
Nématodes
Endoparasites
Sexes séparés
Pseudocoelomates
Nombreuses espèces et individus, la plupart libres
Hôtes dans tous les groupes taxonomiques : poissons,
mollusques, crustacés, ...
Quelques zoonoses : anisakidés, capillaridés,
gnathostomatidés
Morphologiquement homogènes, très adaptables aux
niveaux biochimique et physiologique
Anatomie
Cycle direct ou indirect
4 mues et 4 stades larvaires pouvant représenter
autant d’hôtes
Exemples
Anguillicola crassus (parasite de la vessie natatoire)
HD : Anguille ; HI : crustacé
© UMR 5555, UP
Anisakis
Nombreux HI (poissons,
céphalopodes, ...)
HD : mammifères
marins
Zoonose : anisakiase
Acanthocéphales
Endoparasites
Plusieurs cm
Gonochoriques
Pseudocoelomates : pas de tube digestif (absorption par le
tégument), pas de système excréteur
HD : exclusivement vertebrés
Beaucoup de parasites de poissons, parfois de crustacés
Adultes dans l’intestin, larves dans les organes
Anatomie
© UMR 5555, UP
Cycle indirect
Acanthor
Manipulation du comportement des HI
Pomporynchus laevis
(HD : poisson)
Cystacanthe
Adulte
Pomporynchus laevis
Dans un amphipode
gammaridé (HI)
Crustacés
Ectoparasites
Taille importante : souvent pathogènes
Morphologie parfois très modifiée par rapport aux
espèces libres
Cycle direct en général
Copépodes
Nombreuses espèces
Souvent pathogènes
Très modifiés en général
Cycle direct
Stades larvaires planctoniques “classiques” :
nauplius, puis chalimus (“copépodites parasites”)
HD : poissons, céphalopodes, ...
Ergasilidae (Ergasilus) : mobile
Sarcotaces : kystes sous la peau
Lernaea
Caligidae
Penellidae (Lernaeocera branchialis) : gadidés, HI
Lernaeopodidae : Salmincola
Branchioures
Argulidés : Argulus
HD : poissons, céphalopodes
Cycle direct
Pas de nauplius
Yeux composés
Stylet : hématophage
Peut se déplacer
Infection secondaire : viraemie
Isopodes
Cymothoidae
Poissons, céphalopodes
Grande taille (plusieurs cm)
Dimorphisme sexuel : mâles semi-libres
Protandres
Pathogènes : lésions cutanées
Gnathiidae
Larves parasites (praniza)
Hématophages
Adultes libres benthiques
Larve
Adulte
Bopyridae
Parasites de crevettes
Dans cavité branchiale : perturbe mue
Important dimorphisme sexuel
Cirripèdes
Rhizocéphales
Sacculina
Crustacé extrêmement modifié au stade adulte
Parasite de crabe
Sexes séparés, mâle nain et presque invisible : sexualité
cryptogonochorique
Cycle
Femelle
Kentrogon
Mâle
Trichogon
Externa
Effets pathogènes
Importants car nature invasive de l’infection
Dommages : foie, sang, tissus connectifs, nerfs
(ganglion thoracique)
Effets sur les processus hormonaux et reproductifs de
l’hôte
Castration parasitaire
“Féminisation”: parasite ≈ masse d’oeufs, protégé
et ventilé par l’hôte
Décapodes
Pinnothérides
Peu modifiés : pinces et yeux
réduits, carapace plus molle
Ex: Pinnotheres pisum dans Mytilus,
P. ostreum dans l’huître
Interférence avec nutrition hôte,
dommages aux branchies : huîtres
femelles deviennent mâles
Attirance vers hôte par stimulis
chimiques
Hirudinées
Annélides : métamérisés
Ectoparasites
Grande taille (plusieurs cm)
Hermaphrodites
Hématophages
Eau douce et milieu marin
Anatomie
Johanssonia
arctica
Hemiclepsis marginata
Cycle direct
Reproduction sur hôte ou non, oeufs (cocons)
toujours déposés dans le milieu
Temporaires (uniquement repas sur hôte) ou semipermanents (quittent l’hôte pour pondre)
Pathogénicité
Faible pathogénicité directe (semi-permanents),
infections secondaires
Transmission maladies (virus et bactéries) : temporaires
Virus (carpe, saumon)
Bactéries (carpe)
Protozoaires : Trypanosomes
Mollusques
Glochidies
Le stade larvaire planctonique de certaines moules d’eau
douce (Unionoidea) parasite les branchies des poissons :
glochidies, dure plusieurs mois
Adulte libre : moyen de dispersion
Très spécifique (en régression)
Se nourrit des fluides du poisson : dangereux si
infestation forte
Cycle direct
Vertébrés
Actinoptérygiens (poissons osseux)
Poisson qui se nourrit des gonades de son hôte : stérilité
Carapus (Fierasfer) acus dans holothurie Stichopus
regalis