cours de zoologie 1 - Elearn - Université Kasdi Merbah Ouargla

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche
Scientifique
Université KASDI Merbah-Ouargla
Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie
Département des Sciences de la Nature et de la Vie
et
Département des Sciences Agronomiques
Polycopié de Zoologie
2ème année LMD
IDDER-IGHILI H.
Maitre assistante "A"
Année universitaire 2013-2014
I. Règne animal
1.1. Présentation
Le règne animal est l’ensemble des organismes pluricellulaires (ou métazoaires) se
nourrissant par ingestion de matière organique issue d’autres êtres vivants et capables, à
quelques exceptions près, de se mouvoir librement. L'étude des animaux est la zoologie.
Les caractéristiques qui permettent de classer un être vivant dans le règne animal
concernent d’une part son mode de nutrition, d’autre part son mode de vie. Ainsi, un
membre du règne animal se distingue notamment par un mode de nutrition actif aux dépens
d’autres êtres vivants (animaux, végétaux ou bactéries), les animaux sont hétérotrophes, par
opposition aux végétaux qui produisent eux-mêmes leur matière organique et sont donc
autotrophes. De plus, les animaux disposent d’une mobilité leur permettant de se déplacer
librement à la recherche de nourriture, les rares animaux qui vivent fixés, telles les éponges,
possèdent des dispositifs qui leur permettent d’attirer à eux la nourriture.
Par ailleurs, les animaux possèdent un système nerveux et des organes sensoriels grâce
auxquels ils perçoivent les modifications du milieu extérieur. Ils peuvent y répondre de
manière adaptée par des comportements spécialisés.
1.2. Origines et évolution
On pense que les êtres vivants pluricellulaires, animaux comme végétaux, ont évolué à partir
d'ancêtres unicellulaires (protistes). Les animaux auraient ainsi évolué à partir de
protozoaires (protistes à caractères animaux). Mais, en raison de l'absence de fossiles et de
formes intermédiaires, les relations précises entre les unicellulaires et les animaux restent
obscures.
Les résultats récents de la biologie moléculaire donnent de bonnes raisons de penser que les
premiers animaux sont apparus sur Terre il y a près d'un milliard d'années. Dès le début de
l'ère primaire, au cambrien, on connaît déjà des fossiles appartenant à de très nombreux
groupes zoologiques. Ces premières formes de vie animales sont toutes marines.
Le cours de l'évolution des animaux n’a pas été linéaire. Il est comparable à un buisson
possédant de nombreuses branches. Ces dernières représentent les diverses adaptations qui
se sont produites au sein du règne animal. Par ailleurs, il a existé au cours des temps
géologiques plusieurs périodes d'extinctions massives, qui ont entraîné un renouvellement
important des faunes.
1.3. Caractères généraux
1.3.1. Reproduction et développement
La reproduction des animaux est généralement sexuée. La fécondation d'un gamète femelle,
ou ovule par un gamète mâle, ou spermatozoïde donne une cellule-œuf, ou zygote. La
cellule-œuf se divise (phénomène de segmentation) et engendre une masse cellulaire pleine
qui ressemble à une mûre (d'où son nom de morula, « petite mûre »). Très rapidement, la
morula se transforme en une sphère creuse, la blastula, limitée par une seule couche de
cellules. L'étape suivante est un embryon rudimentaire, toujours creux, mais formé par deux
couches de cellules : la gastrula. Chaque couche de cellules est appelée feuillet. Il existe dans
la gastrula un feuillet externe, ou ectoderme, et un feuillet interne, ou endoderme. La cavité
qui se trouve entre les deux feuillets communique avec l'extérieur par un petit orifice : c'est
la bouche primitive, ou blastopore.
Ce stade très précoce du développement de tous les animaux est appelé stade à deux
feuillets, ou stade diploblastique. C'est à partir de là que sont empruntées, selon les animaux,
différentes voies de développement.
Si la reproduction sexuée est la règle chez les animaux, il existe cependant des exceptions.
Parfois, comme chez les rotifères (petits invertébrés aquatiques), tous les individus sont
femelles. Le développement se fait sans fécondation, c'est la parthénogenèse. D'autres
animaux se reproduisent par bourgeonnement. C'est un mode de reproduction non sexué
1
par lequel un individu produit, sur une partie de son corps, une masse cellulaire qui évolue
peu à peu pour former un autre individu semblable au premier.
1.3.2. Plan d'organisation
Il existe chez les animaux une grande variété de plans d'organisation. Toutes les espèces qui
présentent le même sont réunies dans une catégorie que l'on appelle embranchement. Les
zoologistes admettent environ 26 embranchements différents. Au-delà de cette variété, il est
cependant possible de trouver quelques caractères communs à tous les animaux.
1.3.2.1. Symétrie
Les éponges, qui sont les animaux les plus primitifs, n'ont pas de symétrie. Le corps de la
plupart des autres animaux est formé de deux parties semblables disposées de part et
d'autre d'un plan de symétrie : ils sont dits à symétrie bilatérale. De rares animaux, les
cnidaires et les échinodermes, ont acquis secondairement une symétrie dite radiaire.
1.3.2.2. Évolution du mésoderme
Lorsque, au cours de son développement, l'embryon est parvenu au stade de gastrula, son
évolution peut se poursuivre selon deux modalités opposées. Dans de rares cas (comme les
éponges ou les méduses), l'animal reste au stade à deux feuillets. Mais chez la plupart des
animaux, l'étape suivante du développement embryonnaire est la formation d'un troisième
feuillet, le mésoderme. Les animaux à trois feuillets sont dits triploblastiques. Les cellules du
mésoderme forment deux massifs cellulaires symétriques, qui s'organisent en vésicules
creuses : le cœlome. Celui-ci se fragmente en segments (ou métamères) qui se placent à la
suite les uns des autres et autour desquels se disposent les éléments des futurs organes
comme les muscles, le système nerveux ou le tube digestif. C'est l'origine de la segmentation
(ou métamérisation) du corps, qui reste visible chez beaucoup d'animaux, même à l'âge
adulte.
1.3.2.3. Cœlomates et acœlomates
Les animaux chez qui le mésoderme se transforme en une série de vésicules creuses, ou
cœlome, sont des cœlomates. Le mésoderme évolue peu et reste compact chez les animaux
sans cœlome ou acœlomates.
Dans le groupe des cœlomates, l'évolution s'est poursuivie dans deux directions opposées.
Chez certains, la bouche de l'embryon, le blastopore, persiste et forme la bouche définitive
de l'animal adulte. Les animaux qui présentent cette caractéristique sont les protostomiens.
Dans d'autres cas, la bouche de l'embryon disparaît et la bouche de l'adulte résulte d'une
nouvelle formation. Ces animaux sont des deutérostomiens. Ce sont les organismes les plus
évolués de tout le règne animal.
1.3.2.4. Tube digestif
Le tube digestif est un organe essentiel du corps. Les éponges en sont dépourvues mais
possèdent un réseau de canaux internes dans lesquels circule de l'eau, qui apporte les
particules alimentaires. Les cnidaires (hydres, méduses) ne possèdent qu'une cavité digestive
qui communique avec l'extérieur par un orifice unique servant à la fois de bouche et d'anus.
Un véritable tube digestif, avec une bouche à l'extrémité antérieure et un anus à la partie
postérieure du corps, est l'apanage des cœlomates. Parfois cependant, le tube digestif peut
disparaître. Cela se rencontre chez certains parasites, comme le ténia.
1.3.2.5. Système nerveux
Les éponges et les cnidaires ont un système nerveux rudimentaire formé de fibres nerveuses
(les neurones) qui constituent un réseau lâche et peu structuré. C'est seulement chez les
cœlomates qu'un véritable système nerveux apparaît. Le plan général d'organisation de ce
système nerveux comprend une masse antérieure logée dans la tête, le cerveau, auquel fait
suite une chaîne nerveuse qui court tout le long du corps. De nombreuses variations se
2
produisent sur ce thème. La plus importante réside dans la position de la chaîne nerveuse,
qui peut être ventrale (chez les invertébrés) ou dorsale (chez les vertébrés).
1.4. Relations entre espèces
1.4.1. Relations trophiques
Par leur abondance, leur grand nombre d'espèces, et la diversité de leurs modes de vie, qui
leur a permis de coloniser tous les milieux, les animaux jouent un grand rôle dans la nature.
Ils sont aussi indispensables au bon fonctionnement des écosystèmes que le sont les
végétaux et les micro-organismes.
Les herbivores représentent une étape fondamentale dans le fonctionnement des chaînes
alimentaires. Ils mangent les végétaux et sont à leur tour mangés par des animaux carnivores
(de premier ordre). Ceux-ci sont mangés par d'autres carnivores (de second ordre).
Herbivores et carnivores de premier et second ordre représentent différents niveaux
trophiques.
De nombreux animaux sont des parasites : ils vivent aux dépens d'autres animaux. Certains
animaux sont détritivores ou saprophages : ils se nourrissent de matière organique morte,
animale ou végétale. Les nécrophages mangent des organismes morts.
L'alimentation des animaux est plus ou moins spécifique. Il existe des espèces qui ne
consomment qu'un seul végétal ou une seule proie. Ils sont dits monophages. Les animaux
oligophages consomment un petit nombre d'espèces. À l'inverse, certains animaux, les
polyphages, ont une alimentation très variée. Les activités de tous ces animaux assurent le
bon fonctionnement des écosystèmes, tout en maintenant les diverses espèces en équilibre.
1.4.2.2. Abondance des espèces et comportement
Lorsque le milieu où ils vivent fournit une nourriture abondante, les animaux tendent
généralement à se reproduire rapidement et à acquérir des effectifs importants. Mais lorsque
la nourriture fait défaut, de nombreux individus se la disputent. Les animaux doivent alors
développer des méthodes d'utilisation plus efficaces des ressources disponibles.
Un comportement original adopté par certains animaux est la symbiose. Il s'agit, pour deux
espèces, d'une vie en commun, avec bénéfices réciproques pour chacune des deux espèces.
Les animaux sont très souvent nomades, ce qui leur permet de trouver plus facilement de la
nourriture, d'échapper aux prédateurs et de se reproduire sans danger. Parasites,
cosmopolites Les migrations des oiseaux sont un exemple de ce nomadisme. Ils vont se
reproduire là où le climat est favorable et la nourriture abondante pour permettre
l'alimentation des jeunes.
Les espèces menacées
Le phénomène de disparition des espèces lié aux activités humaines, s’il existe depuis la
sédentarisation de l’homme au néolithique, a pris une importance considérable à la fin du
18e siècle. L'exploitation commerciale abusive et la chasse intensive, ainsi que la destruction
des milieux naturels en raison du développement de l’urbanisation, de l’industrialisation et de
la pollution, ont grandement réduit les effectifs de nombreuses espèces et en ont conduit
beaucoup à des seuils où leur survie à long terme est devenue fort improbable. Par ailleurs,
un certain nombre d’espèces se sont purement et simplement éteintes sous l’effet de la
pression exercée par l’homme, comme le pigeon migrateur d’Amérique du Nord, éteint en
1914 des suites d’une chasse incontrôlée (alors que ses effectifs atteignaient plusieurs
millions d’individus un siècle auparavant).
L'agriculture se substituant à la chasse, les relations entre l'homme et les animaux ont
changé. Les animaux qui s'attaquaient au bétail ou aux cultures ont été exterminés ou leur
nombre a été sévèrement réduit, c’est notamment le cas pour le loup.
La liste rouge des espèces menacées, établie par l’Union mondiale pour la nature, a réalisé
l’évaluation d’environ 29 300 espèces animales, dont près de 27 p. 100 sont menacés
d’extinction à plus ou moins court terme (données 2007).
3
II. Règne des Protistes
2.1. Définition
Le terme protiste (du grec Protos = premier) désigne le règne du vivant qui regroupent tous
les êtres vivants mobiles et unicellulaires.
Les Protistes sont :
- Tous eucaryotes (possédant un vrai noyau)
- La plupart des Protistes sont unicellulaires.
- Protos = grec = Premières vraies cellules possédant :
1. noyau
2. mitochondrie
3. chloroplaste
4. R.E.
5. Golgi
6. Mitose et Méiose
2.2. Caractéristiques des protistes
Difficile de généraliser parce que tous sont différents en termes d'anatomie, rôles
écologiques et cycles de vie.
2.3. Habitat
• On les trouve partout.
o ex. : Plancton = lacs, et océans
o ex. : Sol humide
o ex. : Parasites
ex. Amibe = dysenterie
ex. Plasmodium = paludisme
2.4. Métabolisme
Respiration aérobique = donc tous ont des mitochondries
2.5. Diversité dans le type de nutrition
Photoautotrophes = chloroplastes
Hétérotrophes = ingèrent des particules
Mixotrophes = Photosynthèse et ingestion de nourriture.
On divise les Protistes en trois types (basés sur la façon de se nourrir)
1. Protistes à caractère végétal (Protophytes)
2. Protistes à caractère animal (Protozoaires) (Hétérotrophes - ingestion)
3. Protistes à caractère champignons (Protomycètes) Hétérotrophes mais absorbent leur
nourriture comme les champignons.
4
III- Les protozoaires
Les Protozoaires sont des organismes unicellulaires et ne sont pas à proprement parler des
animaux. Ces organismes font partie d'un règne des Protistes.
L'apparente simplicité des Protozoaires est trompeuse. En fait, la cellule unique des
Protozoaires est plus complexe que la cellule animale typique. Toutes les fonctions
nécessaires à la vie animale sont remplies par cette cellule unique. Ce sont les organelles de
cette cellule qui remplissent le rôle des tissus et organes des animaux plus complexes.
Tous les animaux doivent maintenir et contrôler les échanges entre leur corps et le milieu
ambiant. Ces échanges se font par diffusion à travers les membranes cellulaires (ou osmose
dans le cas de l'eau). La diffusion joue donc un grand rôle dans la respiration, l'alimentation,
l'excrétion et l'osmorégulation chez tous les organismes.
3.1. Locomotion et support
Les Protozoaires vivent dans un univers où les forces de viscosité dominent.
On retrouve trois types d'organelles locomotrices chez les Protozoaires : Les pseudopodes
qui sont le principal moyen de locomotion des amibes, les flagelles et les cils.
3.2. Respiration et circulation
Les Protozoaires dépendent exclusivement de la diffusion pour la respiration et la circulation
de l'oxygène et des éléments nutritifs. La pellicule doit donc être perméable, ce qui empêche
les Protozoaires de coloniser les milieux terrestres à moins que l'air soit continuellement
saturé d'humidité
3.3. Alimentation et digestion
Les Amibes se nourrissent de deux façons. La première, la phagocytose, permet à l'amibe
d'ingérer des particules. Les pseudopodes entourent la particule qui est incorporée au
cytoplasme entourée d'une membrane formant une vacuole. Cette vacuole se fusionne
ensuite à un ou plusieurs lysosomes qui contiennent les enzymes digestives permettant de
dégrader les hydrates de carbones et les protéines. La deuxième, la pinocytose, permet aux
amibes d'ingérer des liquides ou des éléments nutritifs dissous.
Chez la Paramécie, un cilié, l'ingestion a lieu dans une zone spécialisée de la pellicule appelée
le cytostome. Le matériel ingéré est inséré dans une vacuole, puis combiné à des lysosomes.
L'élimination des éléments indigestibles se fait également dans une zone spécialisée: le
cytostome.
3.4. Excrétion et osmorégulation
Les Protozoaires éliminent leurs déchets azotés sous forme d'ammoniac par diffusion. Ce
mécanisme simple est possible parce qu'ils ont un fort rapport surface:volume, et parce qu'ils
vivent en milieu aquatique.
3.5. Reproduction
Le mode principal de reproduction chez les Protozoaires est la reproduction asexuée, mais
la reproduction sexuée est également commune.
La reproduction asexuée peut être
- une fission binaire, au cours de laquelle l'individu se sépare littéralement en deux pour
produire deux individus identiques et de même taille;
- un bourgeonnement au cours duquel une extension de l'organisme se sépare et produit un
nouvel individu;
- une fission multiple où le parent multinucléé se divise en plusieurs cellules de taille
semblable.
La reproduction sexuée implique généralement la formation de gamètes mâles et femelles
(gamétogénèse), mais, chez les Ciliés, il existe un mécanisme spécial d'échange de matériel
5
génétique qui ne fait pas intervenir des gamètes: c'est la conjugaison. Les Ciliés ont des
noyaux dimorphes: un macronoyau polyploïde qui contrôle le fonctionnement cellulaire et
un ou plusieurs micronnoyaux qui sont impliqués dans la reproduction sexuée. Une méiose
produit d'abord des micronoyaux haploïdes, et ce sont ces micronoyaux haploïdes qui sont
transférés entre partenaires sexuels.
Le protozoaire causant la malaria, Plasmodium, est un Apicomplexe qui illustre divers types
de reproduction asexuée et la reproduction sexuée (Fig. 1).
Oocystes sous l’épithélium de l’estomac
Figure 1. Cycle biologique de Plasmodium
La femelle de l’anophèle vectrice du stade infectant transmet des sporozoïtes lors du repas de
sang. Ces sporozoïtes pénètrent dans les cellules du foie où elles vont se reproduire
asexuellement par fission multiple pour produire de multiples mérozoïtes. Ces mérozoïtes vont
par la suite pénétrer dans les globules rouges et vont encore se multiplier par fission multiple.
Cette partie du cycle peut se répéter plusieurs fois, infectant ainsi plusieurs globules rouges.
Certains mérozoïtes se transforment alors en gamétocytes par gamétogénèse. Ces gamétocytes
seront ingérés avec les globules rouges par une autre femelle moustique lors de son repas de
sang. La fertilisation entre gamétocytes a lieu dans l'intestin du moustique. Après formation du
zygote, ce dernier pénètre dans une cellule intestinale et il y a encore une fois une fission
multiple qui produira des sporozoïtes. À maturité, ces sporozoïtes quitteront la cellule
intestinale du moustique pour migrer vers les glandes salivaires. Ce sont ces sporozoïtes qui
infecteront le prochain hôte lorsque le moustique injectera les anticoagulants produits par les
glandes salivaires au cours de son prochain repas.
Ce cycle très complexe illustre les adaptations des Protozoaires parasites. Ces derniers sont les
seuls retrouvés en milieu terrestre, car en fait ils ne sont jamais exposés aux rigueurs de ce
milieu parce qu'il n'a pas de stade libre. Notez également qu'au cours du cycle, il y a plusieurs
stades où il y a multiplication du parasite. Cette multiplication permet d'augmenter les chances
de survie dans un cycle très complexe, où, à chaque étape, le parasite est exposé aux moyens de
défense de l'hôte. Pour se protéger des attaques du système immunitaire, une bonne partie du
cycle est complétée à l'intérieur des cellules de l'hôte. L'apparition des mérozoïtes dans le sang
se fait de façon cyclique et non pas continuellement; c'est ce qui explique les poussées de fièvre
associées aux attaques de malaria.
3.6. Défenses
Les amibes qui vivent dans le sol produisent des kystes lorsque les conditions deviennent
difficiles. Ces kystes sont résistants à la dessiccation et au gel.
De nombreux Ciliés possèdent des trichocystes qui ressemblent à de petits harpons et sont
souvent enduits de substances paralysantes. Ces trichocystes sont utilisés pour immobiliser les
proies et sont déchargés lorsqu’un prédateur touche au cilié.
6
Le Flagellé responsable de la maladie du sommeil (Trypanosoma) se protège des attaques du
système immunitaire en modifiant continuellement son glycocalyx de manière à rendre les
anticorps inopérants.
3.7. Écologie
Les Protozoaires jouent un rôle écologique important dans les milieux aquatiques et les sols.
Ceux qui font de la photosynthèse fournissent évidemment le carburant aux niveaux trophiques
plus élevés, cependant leur rôle principal est celui de décomposeurs: ils contribuent largement à
retourner les éléments nutritifs vers les producteurs primaires.
Les Protozoaires parasites causent également de nombreux problèmes aux organismes qu'ils
infectent. La malaria est l'une des maladies les plus répandues dans le monde et affecte toujours
des millions d'êtres humains. La maladie du sommeil, causée par des trypanosomes transmis par
la mouche tsé-tsé, affecte principalement le bétail et réduit le succès de son élevage dans
certaines régions.
3.8. Le parasitisme
Un parasite est un organisme qui vit au dépend d’un autre être vivant. Pour le parasite,
l’association est obligatoire.
3.8.1. Parasitisme chez les flagellés
Exemple des Trypanosomidés. Ils s’attaquent à l’Homme et au bétail. Certains se
développent dans les parties antérieures du tube digestif d’un insecte piqueur. C’est le cas de
Trypanosoma gambiense qui provoque la maladie du sommeil et sévit soit en Gambie. Il est
transmis par la mouche tsé-tsé ou Glossine Glossina palpalis. La transmission se fait par
piqûre.
Exemple de Leishmania tropica, ce dernier est transmis par une petite mouche le phlébotome.
Ses « réservoirs» sont les chiens et les rongeurs. Quand l’Homme est piqué, le flagellé
pullule au point d’inoculation et provoque une altération cutanée le « bouton d’orient » qui
laisse des traces indélébiles. On trouve ce parasite en Afrique du Nord et au Moyen-Orient.
3.8.2. Parasitisme chez les rhizopodes
Exemple d’une amibe : Entamoeba histolytica.
On ingère un kyste avec de l’eau ou des légumes souillés par des excréments humains. Le
dékystement se fait dans le gros intestin, l’amibe se multiplie perfore les capillaires sanguins
et sécréte des enzymes histolytiques qui provoquent des ulcères du colon. Il y a
déclenchement d’une dysenterie amibienne caractérisée par des douleurs abdominales et des
diarrhées sanguinolentes. Ces amibes peuvent ensuite gagner le foie, le cerveau, les
poumons… en passant par le sang. On les trouve dans les zones tropicales.
3.8.3. Parasitisme chez les sporozoaires
Les sporozoaires sont tous parasites. Leur cycle est caractérisé par l’alternance d’une phase
asexuée (schizogonie) et d’une phase sexuée (gamogonie). La schizogonie se déroule lors de
l’infestation de l’hôte. La gamogonie permet la transmission d’un hôte à l’autre.
Le cycle débute avec le sporozoïte (qui contamine l’hôte définitif) qui donne un trophozoïte.
Il y a ensuite multiplication des noyaux, divisions du cytoplasme, ce qui entraîne l’apparition
d’autant de schiphozoïtes qu’il y a de noyaux. Les schiphozoïtes s’accroissent pour donner
les gamontes (gamogonie).
Les gamontes femelles s’accroissent pour évoluer en macrogamètes. Les gamontes males
subissent la gamogonie (division du noyau puis du cytoplasme) : au final, on alors un grand
nombre de gamètes males.
La fusion des gamètes donne un zygote (diploïde) qui subit de suite la méiose.
La phase de sporogonie est caractérisée par des multiplications du noyau. Il y a libération
d’un grand nombre de spores. Ces dernières donneront les sporozoïtes.
7
On observe deux principaux groupes : les Coccidies (de petite taille) et les Grégarines (de
grande taille).
• Exemple de Coccidie : le paludisme
Le paludisme tue chaque année 2,5 millions de personnes.
La schizogonie a lieu chez l’Homme. La gamogonie et la sporogonie se font chez le
moustique (anophèle). Les symptômes sont des accès de fièvre toutes les 48 heures, dues à
l’éclatement des globules rouges et à la libération de protéines et du parasite dans le plasma.
• Les Grégarines.
Les Grégarines parasitent les tubes digestifs d’invertébrés (annélides et insectes). Le
trophozoïte est mobile (pour un déplacement dans l’intestin).
E xemple de Stylocephalus langicollis. C’est un parasite d’un coléoptère du genre blaps.
L’infestation se fait consommation de spores abandonnées par un individu atteint.
3.9. Classification
Les Protozoaires sont divisés en cinq super-classes principales.
Super-classe
Classe
Espèces
1. Actinopodes
Acanthaires
Acanthometra elastica
2. Zooflagellés
3. Rhizopodes
4. Sporozoaires
5. Ciliés
Radiolaires
Aulacantha scolymantha
Héliozoaires
Actinophrys sol
Kinétoplastidés
Trypanosoma gambiense
Leishmania tropica
Codonosiga gracilis
Giardia intestinalis
Entamoeba histolytica.
Euglypha acanthophora
Globigerina bulloides
Plasmodium malariae
Stylocephalus langicollis
Paramecium caudatum
Choanoflagellés
Diplomonadines
Amibiens
Filosés
Foraminifères
Coccidiomorphes
Grégarinomorphes
Holotriche
1. Le terme actinopode (Actinopoda signifie "pieds en rayon") fait référence aux
pseudopodes minces appelés axopodes qui rayonnent les protistes composant cette
superclasse. La plupart des actinopodes sont des composants du plancton. La plupart des
actinopodes sont surtout marins. Le terme radiolaire désigne plusieurs groupes d'organismes
qui diffèrent parfois considérablement les uns des autres. Toutefois, ils possèdent tous une
coque délicate, le plus souvent à base de silice, le matériau du verre. Lorsque les Radiolaires
meurent, leurs coques se déposent au fond de la mer où elles s'accumulent sous forme de
boue qui peut atteindre plusieurs centaines de mètres d'épaisseur par endroits.
2. Zooflagellés se nomme ainsi à cause de l'aspect des flagelles. Ces hétérotrophes absorbent
des molécules organiques qu'ils trouvent dans leur environnement ou phagocytent leur
proie. Bien que la plupart de ces micro-organismes vivent seuls, certains forment des
colonies. Il existe des zoofagellés qui vivent en symbiotes, d'autres à l'état libre. Certains
flagellés symbiotes, par exemple, vivent dans l'intestin du Termite et digèrent la cellulose du
bois que son hôte ronge. À l'autre extrême des relations symbiotiques se trouvent des
Zooflagellés parasites, dont certains s'avèrent pathogènes chez l'Humain. Les Zooflagellés du
genre Trypanosoma causent la maladie du sommeil (trypanosomiase humaine africaine) qui
se transmet par la piqûre de la Mouche Tsé-Tsé (Glossina palpalis).
3. Les Rhizopodes forment un ensemble assez mal défini. Ce sont des animaux uni- ou
plurinucléés, se déplaçant à l'aide de pseudopodes et s'alimentant par phagocytose.
8
4. Les sporozoaires sont des Protozoaires parasites, à cycle complexe débutant par un
sporozoïte (endo- ou exocellulaire, mais vivant toujours à l'intérieur d'un hôte), lequel forme
en général des schizozoïtes par multiplication de son noyau et fragmentation de son
cytoplasme en éléments dont chacun reçoit un noyau fils. Chaque schizozoïte peut se
multiplier de même, asexuellement, ou devenir un gamonte, générateur de gamètes. Ce
dernier peut alors évoluer sans division en un volumineux gamète femelle (Coccidies). Il peut
aussi diviser son noyau et produire de nombreux petits gamètes, mâles à un ou deux
flagelles, ou femelles sans flagelles. L'œuf diploïde s'enkyste. Il donne ensuite, après une
méiose, des sporozoïtes. Les sporozoaires comprennent les classes des Grégarines, parasites
d'Invertébrés, des Coccidies (auxquelles appartiennent les plasmodiums, cause du
paludisme).
5. Les ciliés sont caractérisés par la possession de cils, organites essentiels à la nage,
implantés dans le cortex cellulaire par trois «racines» typiques, et par la présence de deux
noyaux: le micronucleus, diploïde, qui se manifeste au cours de la division ou lors des
phénomènes de sexualité, et le macronucleus, hautement polyploïde, qui dirige les synthèses
cellulaires.
3.10. Etude de quelques espèces
3.10.1. Plasmodium
Le plasmodium cause une maladie infectieuse appelée malaria affectant l’homme, les oiseaux
et les singes, il est transmis par la piqûre d’un moustique (anophèle), et caractérisée par des
accès de fièvre.
4 espèces parasitent l'homme exclusivement: Plasmodium malariae, Plasmodium vivax,
Plasmodium ovale et Plasmodium falciparum.
Le cycle de développement du Plasmodium (Fig. 1) comprend une phase de multiplication
asexuée qui se déroule chez l'Homme, et une phase de multiplication sexuée qui se déroule
chez l’Anophèle). Chez l'Homme, le Plasmodium vit à l'intérieur des Hématies, se
nourrissant d'hémoglobine. Si une femelle de moustique pique un individu infecté, elle aspire
avec le sang de nombreux plasmodium. Ceux-ci vont alors effectuer leur reproduction
sexuée dans l'estomac du moustique, puis la nouvelle génération va se loger dans les glandes
salivaires. Si le moustique pique alors un Homme sain, il va lui injecter, avec sa salive, de
nombreux plasmodium... Ceux-ci vont se multiplier dans les cellules du foie, puis entrer dans
les globules rouges.
3.10.2. Trypanosome
Le trypanosome, est un parasite des vertébrés responsable des maladies groupées sous le
nom de trypanosomiases. Il existe plusieurs espèces de trypanosomes, dont deux sont
pathogènes pour l’homme : Trypanosoma cruzi, présent en Amérique du Sud et centrale,
responsable de la maladie de Chagas, et Trypanosoma brucei, en Afrique subsaharienne, à
l’origine de la maladie du sommeil. Ce dernier est représenté par trois sous-espèces, dont
deux parasitent l’homme : Trypanosoma brucei gambiense, en Afrique centrale et de l’Ouest,
pathogène pour l’homme et capable d’infecter les mammifères sauvages et le porc (qui
servent de réservoirs pour le parasite) ; Trypanosoma brucei rhodesiense, en Afrique du Sud et
de l’Est, qui parasite le bétail et l’homme et déclenche une forme aiguë de la maladie du
sommeil ; Trypanosoma brucei brucei, qui ne touche que le bétail.
Les trypanosomes sont des protozoaires flagellés (on les appelle également zooflagellés).
Leur cycle de vie passe par différents stades de morphologie différente et, chez la plupart des
espèces, se déroule entre un hôte définitif (un vertébré) et un hôte intermédiaire.
Les trypanosomes africains infectent de nombreux mammifères sauvages et domestiques
(bétail) ainsi que l’homme, dans l’organisme desquels ils sont injectés par la piqûre de
mouches piqueuses, les glossines ou mouches tsé-tsé.
Son cycle se déroule en deux étapes (Fig.2) :
9
- Chez l’hôte définitif (homme et grands mammifères)
Les trypanosomes sont introduits (sous leur forme trypomastigote) dans le sang par la
piqûre d’une mouche infectée qui, avant de prendre son repas sanguin, injecte un peu de sa
salive. Ils se multiplient et envahissent la circulation sanguine et lymphatique, puis atteignent
les ganglions lymphatiques. Au bout d’un temps variable (de quelques mois à quelques
années), ils traversent les méninges (membranes qui entourent le cerveau et la moelle
épinière) et passent dans le système nerveux central — c’est ce qui provoque les
manifestations neurologiques de la maladie du sommeil.
- Chez la mouche
La mouche tsé-tsé (Glossina palpalis) s’infecte lors d’un repas sanguin, en absorbant, avec le
sang, des trypanosomes (sous leur forme trypomastigote). Dans son tube digestif, les
trypanosomes subissent une maturation et se transforment en épimastigotes. Les
épimastigotes migrent jusqu’aux glandes salivaires de la mouche, où ils se multiplient et se
transforment en trypomastigotes, formes infestantes. La mouche peut alors infecter un
nouvel hôte sain par piqûre.
Figure 2. Cycle de développement du trypanosome
3.10.3. Leishmania
La leishmaniose est une parasitose due à un protozoaire flagellé.
Ce sont des affections causées par différentes espèces de protozoaires flagellés
(Kinetoplastidae) du genre Leishmania. Elles sont viscérales (LV), cutanées localisées (LCL),
cutanées diffuses (LCD), cutanéo-muqueuses (LCM). La transmission en est assurée par de
petits diptères hématophages, les phlébotomes.
La leishmaniose cutanée est la plus fréquente en Afrique de l’Est (espèces responsables :
L. major, L. tropica, L. infantum), au Pakistan, en Amérique latine (L. mexicana). La maladie
commence par un ulcère cutané, qui guérit spontanément en laissant une cicatrice très
visible.
10
Le parasite est dimorphique, amastigotes intramacrophagiques chez les hôtes vertébrés
dont l’homme et promastigotes libres dans l’intestin du phlébotome.
Le cycle biologique se déroule entre deux hôtes, un vertébré (homme, chien, rongeur….) et
un insecte vecteur, le phlébotome (Phlebotomus perniciosus femelle).
Figure 3. Cycle biologique de leishmania
Les amastigotes du vertébré sont ingérés par le phlébotome femelle avec son repas sanguin ;
ils se multiplient sous forme de promastigotes procycliques dans l’intestin moyen, évoluent
en promastigotes métacycliques infectieux obstruant la cavité buccale de l’insecte. Ces
derniers sont régurgités lors du repas sanguin suivant sur un hôte favorable. Ils sont
phagocytés par les macrophages du vertébré, évoluent en amastigotes. Ceux-ci résistent à
l’environnement hostile du phagolysosome et s’y multiplient.
3.10.4. Amibe
L’amibe (Entamœba histolytica) est responsable de l’amibiase, maladie particulièrement
répandue dans les régions tropicales. Ce parasite (Fig. 4) est présent, sous sa forme
enkystée, dans l'eau ou les aliments souillés. Il s'installe dans les intestins et provoque une
dysenterie ; il peut également gagner d'autres organes. Des traitements médicamenteux
permettent de guérir rapidement cette maladie parasitaire, qui peut éventuellement
provoquer des abcès du foie, des poumons et, plus rarement, du cœur ; il arrive que le
parasite gagne le cerveau et l'endommage gravement.
Le parasite est recherché dans les selles et traité à l'aide de médicaments amœbicides
souvent très efficaces. La prévention passe par des règles d'hygiène très strictes : ne
consommer ni eau courante, ni légumes ou fruits crus dans les zones à risque.
Figure 4. L’amibe
11
IV. Les Métazoaires
4.1. Les diploblastiques
Les diploblastiques sont, de façon générale, des métazoaires.
Les cellules différenciées s’associent pour former des couches monostratifiées : les feuillets.
Quand les cellules forment les deux feuillets fondamentaux, on parle alors d’organismes
diploblastiques. Le feuillet interne est appelé endoderme et le feuillet externe est appelé
ectoderme.
Les mêmes phénomènes sont observés au cours de l’embryogenèse. Le début d’un animal
est un stade unicellulaire (l’œuf) qui passe ensuite par le stade diploblastique (gastrula). Chez
les diploblastiques, le développement s’arrête à ce stade.
Les trois embranchements des diploblastiques sont : les spongiaires, les cnidaires (polypes et
méduses) et les cténaires.
4.1.1. Embranchement des spongiaires (éponges)
Les spongiaires sont des organismes essentiellement marins. On trouve autour de 5000
espèces. Ce sont des organismes sessiles (vivant fixés). Leurs seuls mouvements sont des
contractions locales du corps et des mouvements d’ouverture et de fermeture des pores.
Figure 5. Paroi d’une éponge
La construction cellulaire (Fig. 5) primitive des éponges consiste en une couche externe de
cellules et une couche interne de cellules flagellées qui entretiennent un courant d'eau. Entre
les deux couches se trouvent de nombreuses cellules amiboïdes et des éléments
squelettiques, sous forme d'épines cristallines dures appelées « spicules ». Une éponge se
nourrit en aspirant de l'eau par des pores latéraux ou prosopores et en la rejetant au
sommet par une large ouverture, l'oscule. Chaque cellule flagellée a une mince collerette
autour d'un flagelle unique. Ces cellules tapissent soit une grande cavité unique, soit de
petites chambres, les chambres flagellées, reliées par des canaux. L'éponge peut augmenter la
pression de ses cavités internes pour rejeter l'eau à grande distance de l'oscule. Ce
mécanisme semble destiné à éviter la circulation d'une eau déjà appauvrie en oxygène et en
nutriments.
La reproduction est sexuée ou asexuée. Dans le cas de reproduction sexuée, les éponges
sont généralement hermaphrodites, mais la fécondation est croisée. Les ovules et les
spermatozoïdes fusionnent pour produire une larve nageuse qui va s'installer sur un nouveau
support. La reproduction se fait également de manière asexuée par de petits
12
bourgeonnements appelés « gemmules ». Chaque gemmule peut donner naissance à une
nouvelle éponge. Les éponges ont été très étudiées par les biologistes du développement,
car elles sont capables de se reconstituer si leurs cellules sont séparées et mises en
suspension dans l'eau.
On reconnaît trois classes, selon la nature des spicules :
• Les éponges calcaires : les spicules sont composés de calcite. Elles peuvent être
simples ou composées.
• Les Hexactinellides (ou triaxonides ; genre Euplectella). Les spicules sont composés
de silice hydratée et donnent une architecture cohérente. Elles possèdent trois axes
et parfois, peuvent atteindre une longueur de 60 centimètres.
• Les Démosponges : le squelette est formé de spongine pouvant être associée à
quelques spicules siliceux.
4.1.2. Embranchement des Cnidaires (hydres et méduses)
Les cnidaires sont à 99% marins, 1% d’eau douce (cnidaire = radiata). Il existe une symétrie
radiaire (Fig. 6), plusieurs tentacules entourent la bouche.
Figure 6. Symétrie radiaire de l’hydre
Figure 7. La forme méduse
Ces animaux ont une cavité gastro-vasculaire interne avec un seul orifice (la bouche).
Deux formes peuvent alterner pour la même espèce :
- L a forme méduse (Fig. 7): elle est libre, pélagique et constitue (généralement) la forme
sexuée.
- L a forme polype : elle est benthique, fixée. C’est une forme asexuée (généralement).
Les polypes peuvent être solitaires ou coloniaux et acquérir un polymorphisme des
individus : c’est une variation morphologique intraspécifique.
On note (Fig. 8) la présence de cellules urticantes : les cnidocystes. Ces cellules contiennent
un filament urticant baignant dans une toxine (l’actino-congestine) qui peut tuer la proie ou
créer des irritations.
La paroi possède une structure diploblastique. Ectoderme et endoderme sont séparés par la
mésoglée.
L’endoderme est constitué de cellules biflagellées à rôle phagocytaire et de cellules
glandulaires sécrétant les enzymes digestifs (la digestion se déroule en deux temps). Il n’y a
pas fabrication d’organe au sens strict.
La reproduction sexuée produit un œuf, puis, à l’éclosion, on obtient une larve ciliée nageuse
(planula) à polarisation antéro-postérieure (avec donc, une symétrie bilatérale). La symétrie
radiaire est la conséquence de la fixation et de la métamorphose de la planula.
13
Figure 8. Anatomie de l’hydre
Il existe trois classes de cnidaires :
• Classe des Hydrozoaires : les hydres (Hydra viridis), forme polype domine
• Classe des Scyphozoaires : les méduses (Aurelia aurita), forme flottante domine
• Classe des Anthozoaires : coraux (Corallium rubrum) et anémones de mer
(Anthopleura xanthogrammica), forme polype seulement
4.1.3. Embranchement des cténaires
Les cténaires sont marins et n’ont aucun lien phylétique avec les cnidaires. Ils sont pélagiques
et carnivores.
On trouve un type morphologique par espèce. Ils ont une double symétrie bilatérale : un
plan tentaculaire et un plan pharyngien (les deux sont perpendiculaires).
L’organisme type est le cydippe (son diamètre est compris entre 1,5 et 15 millimètres). Le
pôle oral porte la bouche. Le pôle aboral porte un statocyste (organe d’équilibration).
Ces cténaires ont également deux tentacules (qui peuvent atteindre 15 centimètres). Ces
derniers peuvent se rétracter dans des poches tentaculaires. A la surface du corps, on
distingue huit rangées de palettes vibratiles (peignes ou cténidies). Leurs battements
permettent le déplacement de l’animal.
Les tentacules portent des cellules particulières : les colloblastes, qui sont constitués d’une
masse de granules adhésifs et d’un prolongement cytoplasmique qui forme le filament spiralé.
Le noyau, rectiligne, forme un filament droit. Quand cette cellule est excitée, elle sort de
l’ectoderme où elle reste accrochée par le filament spiralé et se sert des granules adhésifs
pour attraper la proie.
Il existe deux autres formes anatomiques :
- Les Tentaculés (Cestus) : ce sont des cténaires dilatés latéralement dans le plan tentaculaire.
- Les Atentaculés (Beroe) : ils sont en forme de cloche avec une dilatation du pharynx.
4.2. Les triploblastiques
Chez les métazoaires triploblastiques, il y a apparition du mésoderme (troisième feuillet
embryonnaire) qui dérive de l’endoderme pendant le développement embryonnaire.
L’ectoderme et l’endoderme ont des fonctions bien définies ; le mésoderme permet la
différenciation d’organes internes (appareil excréteur, organes génitaux) dont la musculature
qui permettra des mouvements orientés (locomotion). Il apparaît le déplacement dans une
direction donnée : les animaux ont maintenant un avant et un arrière.
- Apparition de la symétrie bilatérale
La symétrie bilatérale remplace la symétrie radiaire des cnidaires ; l’animal a donc une région
antérieure, une postérieure et une orientation dorso-ventrale. Cette symétrie existe à l’état
embryonnaire mais peut disparaître chez l’adulte comme chez les oursins (pentaradiés) ou
chez les gastéropodes.
Cette symétrie bilatérale est un des principaux facteurs qui vont infléchir le cours de
l’évolution animale. Le déplacement se fait tête vers l’avant.
14
- L a céphalisation
La céphalisation est un développement des appareils sensoriels et du système nerveux, elle
favorise la coordination des mouvements. Les organes sensoriels se regroupent dans la
région antérieure, au voisinage d’un système nerveux principal (encéphale). C’est le
développement de la tête s’il y a un « cerveau », des organes sensoriels et d’une bouche.
Chez les triploblastiques, il existe trois groupes : les acœlomates, les pseudo-cœlomates et
les cœlomates. Ces groupes sont différenciés par la structure du mésoderme :
- Si le mésoderme donne un tissu épais, sans vésicules on se trouve chez les acœlomates.
- Si le mésoderme donne un tissu creux favorisant l’apparition de vésicules cœlomiques, on
se trouve chez les cœlomates.
- Si le cœlome est partiellement entouré de tissus provenant du mésoderme, on se trouve
chez les les pseudocœlomates.
Les acœlomates
4.2.1. Embranchement des Plathelminthes (vers plats)
Ces animaux sont aplatis dorso-ventralement et on voit le début de la céphalisation. Ils ont
un mésoderme qui donne naissance aux organes et aux muscles mais il n'y a pas de
formation de cœlome dans le mésoderme (acœlomates).
On rencontre trois classes :
• Classe des Turbellariés
• Classe des Trématodes
• Classe des Cestodes
La classe de turbellariés comprend les planaires, des petits vers qui vivent surtout dans
l’eau douce et quelques uns vivent dans l'eau marine. Ils ne sont pas parasites. Ces animaux
ont une cavité gastro-intestinale très ramifiée qui a une fonction de digestion et de
circulation des matières nutritives. L'échange gazeux se fait par diffusion (O2-CO2). Un
système utilisant des cellules flammes aide à l'osmorégulation. Les planaires ont un épiderme
cilié. Ils ont des ocelles sur la tête qui aident à détecter la lumière. Il y a une paire de
ganglions nerveux qui sont chacun associé avec un cordon nerveux longitudinal. Il y a des
connections entre les 2 cordons longitudinaux. Les planaires sont hermaphrodites, à
reproduction croisée.
La classe des Trématodes comprend les douves comme Fasciola hepatica (la grande douve)
et Dicrocoelium lanceolatum (la petite douve) , les bilharzies et les schistosomes. Ces vers ont
des cycles de vie complexes et sont soit des écto ou endoparasites. Ils ont une cuticule
résistante qui les protège contre les enzymes digestifs de leurs hôtes.
La classe des Cestodes comprend les vers solitaires qui sont aussi des parasites, surtout
des vertébrés. Comme Tenia saginata (Ténia du Boeuf), Tenia solium (Ténia du Porc) et
Echinococcus granulosus, responsable du kyste hydatique
Les vers solitaires ont un scolex (tête), qui porte des ventouses et des crochets pour
s'attacher à leur hôte, ainsi qu'une série de segments appelés proglottis. Les proglottis sont
essentiellement des structures de reproduction. Les vers solitaires n'ont pas de systèmes
digestifs ou circulatoires puisqu'ils baignent dans la nourriture digéré dans les intestins des
leurs hôtes. Chaque proglottis porte des testicules et des ovaires. Les spermes sortent du
proglottis par le spermiducte et rentre par le vagin du prochain proglottis pour féconder les
ovules. Chaque proglottis peut produire environ 100 000 œufs. Les proglottis matures sont
détachés du vers et sortent de l'hôte avec les matières fécales. C'est donc dans des régions
ou les conditions sanitaires ne sont pas adéquates qu'il y a des risques de répandre ces vers.
15
Exemples de plathelminthes
- La grande douve du foie (Fasciola hepatica)
La douve du foie est un petit ver plat en forme de feuille, parasite interne des mammifères et
de l'Homme. Elle cause des maladies hépatiques appelées distomatoses. Il en existe plusieurs
espèces dont les plus connues sont la grande douve du foie (Fasciola hepatica) et la petite
douve du foie. Chaque douve a un hôte spécifique, mais peut aussi parasiter quelques
espèces apparentées. Les douves possèdent une ventouse pour se fixer à leur hôte, un
appareil digestif à deux branches intestinales (ou cæcums) et des organes sensoriels
spécialisés. La majorité des espèces est hermaphrodite.
La grande douve du foie est de couleur rouge foncé et peut mesurer de 2 à 3 cm de long.
Elle se fixe, grâce à sa ventouse, aux parois des canaux biliaires du mouton dont elle aspire le
sang.
Les adultes pondent des œufs (Fig.9) qui sont rejetés à l'extérieur avec les matières fécales
du mouton. Ces œufs doivent obligatoirement tomber dans de l'eau douce afin de pouvoir
libérer une larve ciliée, appelée miracidium. Cette larve nage jusqu'à ce qu'elle rencontre un
petit escargot d'eau douce, la limnée. Elle infecte alors son poumon : la limnée devient un
hôte intermédiaire du parasite.
Figure9. Cycle biologique de la grande douve
Le développement de la larve se poursuit dans le poumon de la limnée : le stade suivant est
appelé sporocyste, car la cellule a une forme de spore. Il donne naissance, par
bourgeonnement, à un nouveau stade, la rédie. Un seul sporocyste produit de nombreuses
rédies. Ces dernières donnent elles-mêmes naissance à plusieurs cercaires. Une seule larve
peut ainsi produire, en plusieurs étapes, un nombre très élevé de cercaires, et cela tant que
la limnée reste en vie. Les cercaires quittent la limnée pour se fixer sur une plante aquatique.
Elles s'enferment dans une coque, le kyste.
Les cercaires enkystées atteignent finalement leur hôte définitif, le mouton, lorsque celui-ci
mange les plantes aquatiques qui portent les kystes. La jeune douve est alors libérée de son
kyste par les sucs digestifs, traverse la paroi intestinale et va directement s'installer dans les
canaux biliaires de son hôte. Elle devient adulte au bout de trois mois. Les douves
perturbent le bon fonctionnement du foie et occasionnent des crises de coliques hépatiques
qui affaiblissent considérablement leur hôte.
La grande douve du foie peut vivre plus de dix ans et pondre chaque année près d'un million
d'œufs. Mais moins d'un œuf sur un million parvient à l'âge adulte.
16
- Le ténia
Les ténias, dont certains types sont couramment appelés vers solitaire, sont des vers plat
(cestode) de taille variable, de quelque millimètre à plusieurs mètres de long. Leur
extrémités antérieur, appelée scolex, porte des ventouses et parfois des crochets, servant
d'organes de fixation sur la muqueuse de l'intestin grêle. Le corps est formé de segments
plus ou moins rectangulaires contenant les organes génitaux mâles et femelles (les vers sont
hermaphrodites). Le nombre de segments variable suivant les ténias.
On distingue deux principaux types de téniases, selon l’espèce de ténia en cause :
*Taenia saginata, très fréquent en France, est transmis par l'ingestion de viande de bœuf.
*Taenia solium ou (Cysticercus cellulosae) est transmis par l'ingestion de viande de porc (Fig.
10).
Figure 10. Cycle de Taenia solium
Les Pseudocœlomates
Les pseudocœlomates ont leurs organes situés dans une cavité corporelle qui a des
avantages réels. Celle-ci est appelée cavité viscérale ou primaire. Toutefois, le mésoderme
ne participe que partiellement à la délimitation de cette cavité (du coté externe uniquement).
La cavité renferme quelques cellules amiboïdes. Le tube digestif et les gonades sont
suspendus dans cette cavité.
On définit sept embranchements dont deux qui seront étudiés: les némathelminthes et les
Rotifères.
Les pseudocœlomates ont tous un plan d’organisation et des caractères semblables :
- Ils sont tous plus ou moins vermiformes.
- Leur corps est recouvert d’une cuticule.
- La paroi du corps ne possède pas de couches musculaires circulaires et transversales.
- La paroi du tube digestif est généralement simple (cellules épithéliales sur une couche) avec
parfois une couche musculaire autour de la paroi.
17
- Il n’y a ni système respiratoire ni système circulatoire.
Toutefois, les nématodes femelles ont un gonopore séparé.
La plupart des pseudocœlomates présente un nombre défini de cellules dans chaque organe.
La croissance se fait grâce à l’augmentation du volume cellulaire et non du nombre de
cellules. On pourra fréquemment observer des cellules géantes.
Toutefois, cette tendance limite les possibilités de régénération.
4.2.2. Embranchement des rotifères
- 1800 espèces
- eau douce surtout
- 50 µm à 2 mm, plus petits que les protozoaires, mais ils sont pluricellulaires et ont un tube
digestif complet.
- Pseudocœlome- le liquide dans cette cavité sert de squelette hydrostatique et milieu de
diffusion des nutriments et des déchets.
- Portent une couronne de cils autour de la bouche, et font un tourbillon qui fait entrer l'eau
et particules nutritives dans la bouche. - Ils se nourrissent de protozoaires et protophytes.
Dans les pharynx il y a 7 structures qui ressemblent à des mâchoires pour broyer la
nourriture.
- Respiration par diffusion
- Système nerveux comprend un cordon médullaire
- Il y a un système musculaire
4.2.3. Embranchement des Némathelminthes (vers ronds)
Sont représentés essentiellement par la classe des nématodes
Classe des nématodes
- Ont les extrémités épointées
- 1mm à 1 m, 80 000 espèces
- Pas de cils
- Muscles longitudinaux
- Cuticule (protection)
- Système digestif complet
- Très nombreux (1 million de nématodes dans une pelletée de terre)
- Importants pour la décomposition et le recyclage des nutriments organiques du sol
- Modèle génétique = Caenorhabditis elegans, un nématode utilisé dans des études génétiques
sur le développement
- Mâles et femelles sont séparés (Fig. 11), femelles ponds 100 000 œufs/jour
- Peuvent être parasites des plantes et des animaux
Figure 11. Nématodes mâle et femelle
18
Les grands groupes de nématodes.
On distingue deux principaux groupes :
- Les nématodes parasites.
- Les nématodes libres, vivant dans la terre ou dans la matière putréfiée ; sinon, ils peuvent
être parasites de végétaux ou d’animaux.
a- Ecologie et éthologie des formes libres
Les formes libres représentent la moitié des nématodes. On les rencontre dans la plupart
des habitats (eau douce, eau de mer, sol humide, mousse, matière organique en
décomposition).
Souvent, les nématodes pullulent :
- Dans les fruits pourris des vergers : on trouve plusieurs milliers d’individus d’espèces
différentes.
- Dans les milieux hostiles au développement de la vie. Exemple : l’anguille du vinaigre
(Anguillula) se développe dans le vinaigre, avec 6 à 7% d’acide acétique pur. Elle se nourrit du
cadavre des bactéries acétiques, responsables de la fermentation. Elle supporte des pH allant
de 2,5 à 11,5.
b- Ecologie et éthologie des formes parasites
Généralement, en cas de parasitisme, il y a des modifications structurales importantes et
présence d’une reproduction asexuée possible à l’état larvaire.
Ces modifications ne se voient pas chez tous les nématodes. Le développement des formes
libres ou parasites est identique. Les parasites vont s’attaquer aux végétaux ou aux animaux.
- Les parasites de végétaux
Ces nématodes sont des destructeurs redoutables des végétaux cultivés. Ils provoquent
l’interruption de la croissance de la plante, une castration (par suppression des fruits et des
graines), entraînent l’apparition de galles spécifiques (Fig. 12). Les galles sont des kystes sur
les tiges ou sur les racines où vivent les femelles qui se nourrissent de cellules géantes,
produites par la plante parasitée.
Exemple : Meloidogyne javanica
Figure 12. Nématode parasite de végétaux
- Les parasites d’animaux.
E xemple 1 : Enterobius vermicularis
Ce parasite est responsable de l’oxyurose.
Les adultes vivent et s’accouplent dans le cæcum digestif de l’Homme, pouvant provoquer
l’appendicite. Après accouplement, les femelles vont dans le rectum, s’y fixent et pondent. Il
y a alors démangeaisons ou prurit anal. Les œufs (de 50 à 60 µm) restent collés dans l’anus.
Ils donnent les embryons qui sont directement infestant.
19
L’enfant se contamine en portant les mains (souillées) à la bouche (c’est une auto infestation
ou parasitose des mains sales), ou en inspirant des poussières contenant des œufs.
Les œufs, une fois dans le tube digestif vont subir l’action des sucs digestifs qui vont casser la
coque et ainsi, libérer les larves qui passent au stade adulte en une trentaine de jours.
Les adultes se nourrissent des bactéries du tube digestif et ne sont pathogènes que lorsque
leur population augmente trop fortement et provoque des occlusions du tube digestif.
E xemple 2 : Ascaris lumbricoides
Les larves d’ascaris font d’importants déplacements dans l’organisme parasité : migration
dans l’hôte (cycle avec migration). Les lombricoïdes provoquent l’ascaridiose humaine.
Les adultes s’accouplent et pondent des l’intestin grêle. La femelle donne 240 000 œufs par
jour. Ces derniers seront évacués avec les excréments et donnent des larves infestantes au
bout de 30 à 40 jours si la température externe est voisine de 30 degrés, avec des sols
humides et ombragés.
L’infestation est réalisée par ingestion d’aliments souillés. Après la digestion de la coque, la
larve va migrer dans l’organisme. Les larves traversent d’abord l’épithélium digestif avant
d’atteindre le foie par voie sanguine. Elles y restent pendant trois à quatre jours puis, gagnent
le cœur droit par la circulation veineuse puis rejoignent les poumons par les artères
pulmonaires et y restent environ une semaine. Elles vont y subir deux mues. Elles remontent
ensuite les voies respiratoires (bronchioles, bronches, trachée) et arrivent au niveau du
pharynx et prennent alors la voie digestive et rejoignent le grêle où elles deviendront
adultes. La migration dure environ 15 jours. Après le grêle, les larves passent au gros
intestin, puis au rectum où elles sont matures sexuellement.
L’homme est le seul réservoir de ce parasite et cette maladie touche environ ¼ de la
population mondiale, surtout dans les pays pauvres.
Les symptômes observés sont : des occlusions intestinales, des invaginations intestinales (et
des étranglements de ce tube digestif  hernies), des péritonites aiguës et des dégâts dans le
foie (pancréatites). De plus, ces ascaris rejettent des substances toxiques pour le système
nerveux de l’Homme. D’autres vertébrés or l’Homme peuvent être parasités par
pratiquement la même espèce (cheval, porc, chien, chat).
Les Cœlomates protostomiens
4.2.4. Embranchement des Annélides
Les annélides sont des protostomiens, à symétrie bilatérale. Leur corps est constitué de
métamères (unités anatomiques) disposés les uns à la suite des autres. Tous les métamères
de la région moyenne sont à peu près identiques : on parle alors de métamérie homonome.
Le segment antérieur est le prostomium et le segment postérieur est le pygidium : ils ne sont
pas métamérisés car ils n’ont pas de vésicule cœlomique.
La chaîne ganglionnaire est ventrale, traverse tous les métamères de l’avant vers l’arrière et
dans chaque métamère, on trouve une paire de ganglions nerveux.
L’appareil excréteur est métamérisé, constitué d’une paire de néphridies par segment.
L’appareil circulatoire est clos.
Le tube digestif est complet et bien différencié.
Le développement des œufs se fait par segmentation inégale, spiralée. Le développement
embryonnaire donne, après la gastrulation, une larve nageuse.
On distingue trois classes principales :
• Classe des Polychètes (sabelles)
• Classe des Oligochètes (vers de terre)
• Classe des Achètes : Hirudinés (sangsues)
20
Classe des polychètes : Plusieurs soies
Les polychètes portent sur chaque segment, des parapodes (extensions latérales
locomotrices) où sont implantées des soies chitineuses. Ils sont presque tous marins et les
sexes sont séparés (Fig. 13).
Chez les polychètes, il existe des formes libres, ectoparasites, endoparasites ou bien
commensales (vivant associées avec d’autres espèces, mais pas parasites).
· Ectoparasites : ces formes parasitent les branchies de homards.
· Endoparasites : ces formes parasitent d’autres polychètes.
· Commensales : ces formes s’associent avec des annélides ou bien des éponges.
· Libres : ces formes sont marines ou d’eau saumâtre. Il existe quelques formes d’eau douce
(dulçaquicoles).
Figure 13. Coupe transversale de Nereis sp
Classe oligochètes (peu de soies) : Vers de terre (Lombric : Lombricus terrestris)
Les espèces de cette classe n’ont plus de parapodes (Fig. 14 et 15). Ils présentent un
renflement glandulaire se développant en période de reproduction, dans le tiers antérieur du
corps : c’est le clitellum. Ce dernier se situe sur la face dorsale. Chez les lombrics, le
clitellum occupe du 33ème au 38ème anneau (qui sont dans ce cas de vrais métamères). Les
oligochètes sont des hermaphrodites à développement direct s’effectuant dans un cocon.
La taille des oligochètes est variable : de quelques centimètres à 3 mètres dans certains cas.
Par exemple, le lombric (Lombricus terrestris) est généralement constitué d’une centaine de
métamères. L’annélation externe correspond à la métamérie. Contrairement aux polychètes,
les soies sont insérées dans le tégument.
Chaque métamère porte quatre faisceaux de soies.
Figure 14. Coupe transversale du Lombric
Figure 15. Coupe longitudinale du Lombric
La plupart des oligochètes se déplacent par reptations péristaltiques : par des contractions
alternatives des muscles longitudinaux et transversaux. Les soies jouent un rôle
d’accrochage.
21
Les oligochètes ont la possibilité de passer dans des orifices de diamètre inférieur à celui de
leur corps, grâce à la mobilité du liquide cœlomique.
Les Oligochètes se nourrissent de détritus organiques variés. Ils peuvent être aussi bien
marins que d’eaux douces ou terrestres, dans des sols humides. Il existe quelques espèces
prédatrices et quelques espèces parasites. On peut distinguer trois catégories d’oligochètes :
- L es Oligochètes Limicoles nageurs : ils vivent sur des plantes immergées.
- L es Oligochètes limicoles fouisseurs : ils vivent dans les sédiments des lacs et des rivières.
- Les Oligochètes strictement terrestres : ces formes ont un rôle important dans la
formation des sols : rôle mécanique et chimique. On estime la quantité de lombrics par
hectare à une tonne (par hectare). Ils peuvent ingérer 200 à 300 tonnes de terre par an. Ils
produisent la plus grande quantité d’humus recouvrant la terre. Ils ont aussi un rôle
d‘oxygénation et de drainage des sols.
Classe achètes (hirudinées) : Les sangsues (Hirudo medicinalis)
Les achètes sont majoritairement représentés par les sangsues (Fig. 16). Ces formes peuvent
être libres ou ectoparasites. On les trouve principalement en eau douce. Il existe quand
même quelques formes marines et terrestres.
Figure 16. Anatomie de la sangsue
Hirudo medicinalis ne possède ni parapode ni soie. Le nombre de segments métamérique est
fixe (33), auquel on rajoute le prostomium. Les anneaux externes ne correspondent pas à la
métamérie interne : on observe 102 anneaux externes chez la sangsue.
La région antérieure porte les yeux, rudimentaires (cinq paires), sur le premier anneau des
cinq premiers métamères. Les métamères 1 et 2 n’ont qu’un anneau externe. Le troisième
en possède deux. Les 4 et 5 en ont trois chacun. On trouve aussi une ventouse buccale en
arrière du prostomium et une ventouse à l’extrémité postérieure du corps qui est non
perforée.
On trouve un clitellum moins marqué que chez les oligochètes. Ce clitellum est situé du
neuvième au douzième métamère. Là, s’ouvrent les orifices génitaux males et femelles en
position médio-ventrale.
Il n’existe pas de multiplication asexuée chez les achètes. La fécondation sexuelle est soit
réciproque, soit unilatérale (autofécondation). Les œufs fécondés sont pondus dans un cocon
selon la même modalité que chez les oligochètes. Le cocon contient un liquide «albumineux»
servant de nourriture à l’embryon.
Il existe de nombreuses formes parasites ou prédatrices. Pour les formes parasites, on parle
de parasitisme temporaire car ces sangsues
22
se détachent de l’hôte, une fois le repas terminé. Elles sont encore utilisées en chirurgie
réparatrice pour relancer la circulation veineuse dans les membres accidentés (elles créent
un appel du sang).
4.2.5. Embranchement des Mollusques
Cet embranchement compte plus de 130 000 espèces et occupe donc une place importante
dans le règne animal par le nombre (d’espèces) et par le rôle écologique. Certaines espèces
servent de nourriture pour l’Homme. Ce sont les seuls invertébrés avec les crustacés à être
consommés (très fréquemment).
On distingue sept classes de mollusques : les Monoplacophores, les Aplacophores, les
Polyplacophores, les Scaphopodes, les Lamellibranches (Bivalves), les Gastéropodes et les
Céphalopodes. Nous verrons en détail les trois dernières classes.
Chez les mollusques, on parle de radiation adaptative car, à partir d’un ancêtre commun, une
grande quantité d’espèces a évolué. Les sept classes ont un ancêtre commun. Ces espèces
ont principalement conquis le milieu marin où l’on trouve des mollusques dans les zones de
balancement de marées, dans le milieu pélagique (en pleine eau), dans les substrats meubles
(comme le sable), dans les substrats durs (les rochers) et à de grandes profondeurs marines.
Seuls deux groupes se sont adaptés avec succès à l’eau douce : les gastéropodes et les
lamellibranches ; et quelques gastéropodes sont même passés à la vie terrestre. On pense
que ces mollusques ont été les premiers à sortir de l’eau.
Bien que les espèces de ces diverses classes soient différentes, on peut quand même définir
des caractères communs à ces sept groupes.
Les caractères communs.
- Il n’y a jamais de segmentation, sauf chez les monoplacophores.
- Les mollusques sont tous fortement céphalisés avec la présence d’une tête et d’organes
sensoriels spécialisés.
- Le cœlome est réduit et la paroi du corps est épaisse et musculeuse.
- La partie ventrale de la paroi du corps est transformée en un pied musculeux
habituellement utilisé pour la locomotion.
- La partie dorsale du corps va former le manteau (ou pallium). Celui-ci sécrète une coquille
et délimite la cavité palléale dans laquelle sont situées les branchies.
- Dans la cavité palléale s’ouvrent l’anus et tous les autres pores excréteurs.
- Le tube digestif est bien développé et régionalisé. La cavité buccale contient presque
toujours un organe tubulaire d’alimentation (la radula). Cette dernière est armée de dents et
fonctionne comme une râpe. On trouve ensuite un œsophage qui est composé de régions
spécialisées : une région pour le stockage de la nourriture et une région pour le
morcellement de celle-ci. Il vient ensuite un estomac associé à une paire de glandes
digestives. La partie postérieure de ce tube digestif forme l’intestin, souvent long et terminé
par un anus.
- On trouve presque toujours un système circulatoire avec un cœur bien défini. Ce cœur est
constitué d’une ou plusieurs oreillettes et d’un ventricule médian. Le sang circule dans les
vaisseaux (sanguins) mais aussi dans les espaces inter-viscéraux entourant le cœlome. Le
pigment respiratoire est l’hémocyanine.
- On trouve une paire de reins pouvant fusionner. Ils sont en liaison étroite avec la cavité
péricardique.
- Le système nerveux. On trouve un anneau nerveux circum-entérique (péri œsophagien). A
cet anneau sont associées deux paires de connectifs (nerveux). Une des deux paires innerve
le pied (connectifs cérébropédieux), l’autre innerve les viscères et le manteau (connectifs
cérébropleuraux). Sur l’anneau nerveux et les connectifs, on trouve des ganglions (nerveux)
plus de vastes réseaux nerveux sousépidermiques.
- Les œufs sont généralement de taille réduite, avec peu de vitellus. La segmentation est
spirale. Tous ces caractères ne sont pas forcément présents en même temps dans les sept
classes.
23
• Classe des Gastéropodes: Estomac sur pieds
La classe des gastéropodes regroupe les ¾ des espèces de mollusques. Ils se distinguent par
la disparition de la symétrie bilatérale au profit d’un enroulement hélicoïdal de la masse
viscérale (Fig. 17).
La tête est bien individualisée, porte des organes sensoriels comme les yeux ou les
tentacules.
Le pied est très musculeux et souvent appelé « sole de reptation ». Celle-ci sert à l’appui de
l’ensemble de la masse viscérale qui est protégée par une coquille.
La coquille est formée par un tube conique entouré en spirale autour d’un axe rigide
(lacolumelle). Cette columelle peut être creuse ou pleine.
Au cours du développement larvaire, on observe trois phénomènes caractéristiques de cette
classe : la flexion endogastrique, la torsion et la spiralisation. La flexion endogastrique va
provoquer un changement d’orientation au niveau de la cavité palléale. La torsion va amener
cette cavité en avant, du côté dorsal. La spiralisation va entraîner l’enroulement de toute la
masse viscérale qui se retrouve dans la coquille. Elle entraîne aussi la perte de la symétrie
bilatérale.
Toutefois, il faut noter que tous les gastéropodes ne subissent pas la spiralisation.
C’est la torsion qui permet la différenciation des sous-groupes de gastéropodes.
Figure 17. Anatomie d’un Gastéropode
La sous-Classe des Prosobranches
Les prosobranches ont subit une torsion complète (180°). La cavité palléale se retrouve
avant (elle comporte les branchies). Les sexes sont séparés ; la coquille est bien développée
et peut être refermée par un opercule rigide d’origine organique ou calcaire. On y trouve 3
ordres :
- L es Archéogastéropodes. C’est le groupe le plus primitif. Les individus le composant sont
tous marins, généralement herbivores. Exemples : Patelle, Haliotis, Ormeaux.
- L es Mésogastéropodes. Ce groupe est celui qui comprend le plus d’individus et c’est aussi
le plus varié des Prosobranches. Ces espèces ont en général une branchie, un rein et une
oreillette. Ils sont souvent herbivores mais on y trouve quand même des carnivores se
nourrissant de lamellibranches (comme les bigorneaux).
- L es Néogastéropodes : Ce sont les plus évolués. Ils sont carnivores et certains possèdent
un venin toxique pouvant être mortel pour l’Homme. Exemples : Buccin, Murex.
- La sous-Classe des Opisthobranches
La torsion des opistobranches est incomplète, ne dépassant pas 90°. Ils n’ont en général
qu’un rein, qu’une oreillette, qu’une branchie. La coquille est réduite, souvent interne et
parfois absente.
24
- La sous-Classe des Pulmonés
On trouve les pulmonés en eau douce ou en milieux terrestres ; exceptionnellement en
mer. Chez les formes terrestres, les branchies disparaissent. Le plafond de la cavité palléale
forme un poumon. L’ouverture de la cavité se rétrécie et elle communique à l’extérieur par
le pneumostome.
L’appareil génital est hermaphrodite. Il y a accouplement et fécondation croisée mais aussi
auto-fécondation possible. On distingue deux ordres :
- L es Basomatophores. Ils ont les yeux situés à la base des tentacules qui ne sont pas
invaginables. La coquille est bien développée. Ce sont les pulmonés qui retournent à la vie
aquatique. On les trouve en eau douce. Exemple : Planorbe dont la coquille s’enroule dans
un plan.
- L es Stylomatophores. Ils sont presque tous terrestres comme l’escargot (Helix pomatia). La
coquille extérieure est bien développée. Chez les limaces, la coquille est réduite voir interne
• Classe des Bivalves : Lamellibranches
Cette classe ne comprend que des individus marins. Avec les caractéristiques suivantes (Fig.
18) :
- 2 coquilles (valves) reliées par une charnière et maintenues fermées par des muscles
puissants
- Une vie très sédentaire
- Filtrent leur nourriture de l'eau qui circule grâce à des siphons situés à l'arrière
- Système nerveux : 3 paires de ganglions (centres nerveux) reliés par des nerfs.
- Exemples : Palourdes (Tapes rhomboides), moules (Mytilus fluviatilis), Coquille st jaques
(Pecten maximus).
Figure 18. Anatomie de la palourde
• Classe des Céphalopodes : tête sur pattes
Les céphalopodes (fig. 19) sont les mollusques les plus différenciés. Ils sont souvent
considérés comme les invertébrés les plus évolués. Leur système nerveux est concentré et
les yeux sont de type camérulaire (semblables à ceux des vertébrés). Ce sont toutes des
espèces marines. Leur taille est variable (de quelques centimètres à plusieurs mètres). Les
plus grands sont les calmars géants et ils sont en concurrence alimentaire avec les gros
vertébrés comme le cachalot etc...
25
Figure 19. Anatomie de la seiche (mâle)
On compte trois sous-classes principales
a- La sous-classe des Tétrabranchiaux.
Les tétrabranchiaux furent un groupe important au Primaire. Maintenant, ils ne sont plus
représentés que par un genre : Nautilus.
Sa coquille est enroulée sur un plan. Elle est divisée en loges, séparées par des cloisons.
L’animal vit dans la dernière loge. Il existe un siphon qui traverse toute la loge pour se
terminer dans la loge initiale. Ce siphon contient un ligament qui va rejoindre la dernière
loge.
Ils ont quatre branchies, quatre oreillettes, quatre reins. Ils présentent entre 40 et 50
tentacules rétractiles.
On les trouve dans l’océan Pacifique et dans l’océan Indien.
b- La sous-classe des Ammonoïdés.
Cette sous-classe est uniquement présente au Secondaire, après, ils disparaissent. Leur
coquille est traversée par un siphon. Ils avaient deux ou quatre branchies.
c-
La sous-classe des Dibranchiaux.
Les dibranchiaux possèdent deux branchies, deux oreillettes, deux reins.
• L’ordre des Décapodes.
Les décapodes ont dix bras péribuccaux et une coquille interne. Le manteau forme deux
replis latéraux qui donnent une nageoire de chaque côté de l’animal. Exemples : Sèche (Sepia
officinalis), Calmar (Dosidicus gigas).
•
L’ordre des Octopodes.
Les octopodes ont huit bras. Ils sont dépourvus de coquille. Le manteau est sous les replis
latéraux. Ce sont des animaux benthiques. Exemple : la Pieuvre (Octopus vulgaris).
4.2.6. Embranchement des Arthropodes
Les arthropodes présentent 7/8ème des espèces vivantes. Ces points évolutifs fondamentaux
ont été déterminants dans leur succès écologique et leur réussite.
Les arthropodes :
- Sont des protostomiens segmentés, équipés à l’origine, d’une paire d’appendice par
segment. Certains de ces appendices disparaissent ; d’autres se spécialisent.
- Montrent des formes primitives avec des appendices post-oraux tous égaux. Les formes
«modernes» vont présenter des appendices spécialisés en fonction de leur position sur le
corps.
- Ont une cuticule externe qui recouvre tout le corps : c’est un exosquelette rigide qui
oblige la croissance par mue(s).
- N’ont des vésicules cœlomiques que chez les embryons précoces : elles vont régresser
chez l’adulte alors que l’hémocoele prend de l’importance. L’hémocoele est la cavité
générale où circule le sang.
26
- Possèdent un cœur contractile, formé à partir d’un vaisseau dorsal. Ce vaisseau est placé
dans un sinus péricardique et le sang pénètre dans le cœur par des orifices latéraux paires :
les ostioles.
- Ont un système nerveux bâtit sur le plan annélidien (la chaîne nerveuse est ventrale, reliée
au «cerveau» par le collier péri-oesophagien). Le cerveau est hautement différencié et divisé
en trois vésicules : protocérébron, deutérocérébron, tritocérébron.
- Ont leurs mouvements qui ne dépendent que de la musculature animant ces appendices
locomoteurs, rattachés à l’exosquelette.
- Ont des œufs très riches en vitellus.
Le système excréteur néphridien des annélides a disparu.
Figure 20. Schéma de l'organisation interne d'un arthropode (insecte)
- Alimentation
On retrouve toutes les stratégies alimentaires chez un groupe aussi vaste et diversifié que les
Arthropodes. Ces spécialisations alimentaires sont typiquement associées à des adaptations
au niveau des appendices buccaux et du tube digestif.
Seule la partie centrale du tube digestif est utilisée pour la digestion car les parties antérieure
et postérieure sont recouvertes de cuticule.
Les araignées sont des prédateurs qui paralysent leurs proies à l'aide de venin injecté par les
crocs des chélicères. Elles injectent alors leurs enzymes digestives dans la proie et sucent
ensuite le liquide produit. Elles peuvent emmagasiner la nourriture dans des caeca.
Les Crustacés sont typiquement filtreurs (zooplancton) ou détritivores (écrevisse, homard).
Leurs appendices servent à créer un courant qui amène les particules à la bouche.
Les pièces buccales (Fig. 20) des insectes sont modifiées, parfois de façon surprenante, selon
le type d'alimentation. Par exemple, la sauterelle est un brouteur qui possède de fortes
mandibules très sclérifiées qui résistent à l'abrasion causée par la silice contenue dans les
tissus de nombreuses plantes. Le moustique possède une trompe piqueuse qui lui permet
d'injecter un anticoagulant et d'aspirer le sang. Le papillon a une longue trompe suceuse.
27
O.comp.: œil composé Mand.: mandibule
Oc.: ocelle
Mx.: maxille
Ant.: antenne
Pa.mx.: palpe maxillaire
Labr.: labre
Labi.: labium
Cl.: clypéus
Pa.lb.: palpe labial
Figure 21. Dessins illustrant la morphologie céphalique d'un insecte
Figure 22. Modification des pièces buccales chez les Insectes. Le moustique (en haut à
gauche) a des appendices piqueurs. La mouche (en bas à gauche) des pièces buccales
lécheuses. Le papillon (à droite) a une trompe lui permettant d'aspirer le nectar.
28
- Cycle biologique
La reproduction chez les Arthropodes est sexuée et les animaux sont dioïques. Il y a
généralement plusieurs stades larvaires dont la morphologie et l'écologie diffèrent de celles
du stade adulte (métamorphose).
Chez les Insectes, la métamorphose peut être complète ou incomplète. Chez les sauterelles,
par exemple, la métamorphose est incomplète et les larves ressemblent beaucoup aux
adultes (moins les ailes et les organes génitaux). Par contre, chez les mouches et les
papillons, la métamorphose est complète. La larve est très différente de l'adulte, et il y a un
stade pupe au cours duquel la métamorphose s'effectue.
- Défenses
L'exosquelette est la première ligne de défense des Arthropodes. Leur petite taille et leur
agilité peut également servir à tromper leurs prédateurs. En fait, tous les moyens sont bons
et se retrouvent chez certains représentants du groupe: mimétisme, venin, acides, mauvais
goût, épines, etc.
- Écologie
Les Arthropodes jouent un rôle important dans les chaînes alimentaires de tous les habitats.
En milieu aquatique, les Crustacés planctoniques permettent les transferts d'énergie des
plantes aux poissons. En milieu terrestre, les Insectes compétitionnent avec l'Homme pour la
nourriture et sont vecteurs de multiples parasites, comme le Plasmodium l'agent responsable
de la malaria .
Le grand succès des insectes peut s'expliquer par plusieurs facteurs. Leur petite taille leur
permet de coloniser des microhabitats. Le vol est un moyen de défense et leur permet de se
disperser facilement pour trouver de la nourriture ou exploiter des ressources temporaires.
Leur exosquelette imperméable (grâce à l'épicuticule cireuse) offre protection contre les
prédateurs et contre la dessiccation, et offre un support qui permet une locomotion efficace.
La métamorphose et les différences entre les larves et les adultes permettent de réduire la
compétition intraspécifique pour des ressources limitées. La grande fécondité et la
multiplication rapide des Insectes leur permet d'exploiter les ressources alimentaires
rapidement avant que d'autres animaux en bénéficient, augmentant ainsi les chances de
survie de l'espèce. Enfin, leur association avec les plantes à fleur et la coévolution de ces
deux groupes leur a permis d'exploiter une source de nourriture abondante et variée
Chez les arthropodes vrais, on trouve trois sous-embranchements : les Trilobitomorphes,
les Chélicérates, les Mandibulates (ou Antennates).
Cet embranchement est représenté dès le cambrien (-560 millions d’années) avec des
formes aquatiques.
a- Le sous-embranchement des Trilobitomorphes
Ces trilobitomorphes sont des arthropodes primitifs (Fig. 21), aquatiques, avec des antennes
pré-orales et des appendices biramés sur tous les métamères. Aucun trilobitomorphe n’a
atteint l’ère secondaire. On compte 3950 espèces.
Figure 23. Un trilobitomorphe
29
b- Le sous-embranchement des Chélicérates
Les Chélicérates sont représentés par la classe des Arachnides (araignée, scorpion, tique,
limule). Ces animaux n'ont pas d'antennes et sont munis de chélicères qui portent un croc
qui sert à injecter le venin. Leur corps (Fig. 22) est divisé en deux parties: le prosome (tête
et thorax) et l'opisthosome (abdomen) reliés par un rétrécissement du corps, le pédicelle.
Les Arachnides ont 4 paires de pattes uniramées.
63000 espèces sont actuellement connues.
Figure 24. Les Chélicérates
Les chélicérates sont divisés en trois classes :
• Les mérostomes : leur respiration est branchiale, aquatique. Ce sont les limules (ou
chiphosures). Le corps est recouvert d’une carapace dorsale.
• Les pycnogonides : ce sont les « araignées de mer ». Ce sont des formes aquatiques à
respiration cutanée. Le prosoma est très développé alors que l’opisthosoma est très
réduit.
• Les arachnides : la respiration est aérienne et ils sont majoritairement terrestres et
carnassiers. Prosome à yeux simples, 6 paires d’appendices : chélicères, pédipalpes, 4
paires de pattes ambulatoires.
On en connaît 11 ordres, les plus connus sont les scorpions, les araignées, et les
acariens.
Les arachnides rassemblent onze ordres (Figure 25) dont certains sont répandus sur
la terre entières et d'autres presqu'exclusivement tropicaux: les scorpions (1), les
pseudoscorpions (7), les solifuges (9), les schizomides (3), les amblypyges (2), les
uropyges (4), les palpigrades (6), les ricinules (5), les opilions (8), les araignées (11) et
les acariens (10). Presque tous les arachnides sont des animaux terrestres.
30
Figure 25. Les arachnides
31
c- Le sous-embranchement des Mandibulates (ou antennates)
Les antennates ont des antennes et des mandibules. Ils regroupent les crustacés, les
myriapodes et les insectes. La différence entre les sous-groupes est surtout faite à partir des
appendices céphaliques.
• La Classe des Crustacés
Les Crustacés (homard, copépode) sont les maîtres du milieu marin. Leurs corps est
généralement divisé en deux tagmes: le céphalothorax et l'abdomen (Fig. 23) Ils possèdent
deux paires d'antennes, des mandibules, deux paires de maxilles et des branchies sur les
segments de l'abdomen. Leurs appendices sont biramés et sont souvent similaires sur la
majorité des segments (homologie sérielle).
Figure 26. Dessin d'un Crustacé décapode
Les Crustacés se divisent d'abord en deux superclasses :
• la première comprend les formes d'organisation supérieure ou Malacostracés,
possédant toujours vingt segments et dix-neuf paires d'appendices comme
l'Ecrevisse.
• la seconde ceux d'organisation inférieure ou Entomostracés à nombre d'appendices
très variable.
32
Eucarides
(Podophtalmes)
Décapodes : Macroures (Crevettes, Langoustines,
Homards, Langoustes, Ecrevisses), Anomoures
(Bernard-l'Ermite, etc.), Brachyoures (Tourteaux,
Crabes communs, Etrilles).
Euphausiacés (fausses crevettes).
Malacostracés
Péricarides
(Edriophtalmes)
Amphipodes : Gammares, Crevettes d'eau douce,
Puces de mer, parasites divers (Parasites des
Méduses, parasites des Tuniciers, Poux des
Baleines).
Isopodes (Cloportes), Cumacés.
Autres classes : Leptostracés, Stomatopodes (Squilles), Syncarides,
Péracarides
Branchiopodes
Anostracés, Notostracés, Diplostracés : Daphnies,
etc.
Cirrhipèdes
Acrothoraciques, Apodes, Ascothoraciques,
Rhizocéphales, Thoraciques (Balanes).
Copédodes
Cyclops, Calanus, etc.
Ostracodes
Myodocopes, Podocopes.
Entomostracés
Autres classes : Mystacocarides, Branchiures.
Malacostracés édriophtalmes (Péricarides).
Les Malacostracés péricarides se reconnaissent à trois caractères :
1° leurs yeux sont sessiles
2° les anneaux du thorax sont libres, non recouverts par une carapace comme celle de
l'Écrevisse
3° la première des huit paires d'appendices thoraciques seule est transformée en pattemâchoire et les sept autres sont ambulatoires. Ils comprennent deux ordres principaux : les
Isopodes et les Amphipodes.
Malacostracés podophtalmes.
Les Malacostracés podophtalmes se distinguent par trois caractères : 1° Les yeux composés
sont portés à l'extrémité d'un pédoncule mobile; - 2° une carapace dorsale d'une seule pièce
recouvre à la fois la tête et le thorax, formant un céphalothorax comme chez l'Écrevisse : - 3°
les huit paires d'appendices thoraciques s'adaptent à une fonction particulière, ce qui permet
de diviser ces Crustacés en plusieurs ordres, dont les principaux sont : Décapodes et les
Euphausiacés (sous-classe des Eucarides), ainsi que les Stomatopodes.
Les Entomostracés
La classe des Entomostracés comprend un grand nombre de formes assez différentes les unes
des autres, toutes de petite taille et n'ayant qu'un petit nombre de caractères communs; le
nombre des segments du corps et des appendices, en particulier, est très variable; certains
manquent même de branchies et ne possèdent qu'une respiration cutanée.
Les Entomostracés se subdivisent en plusieurs classes, dont les principales sont les
Copépodes, les Ostracodes, les Cirripèdes (ou Cirrhipèdes) et les Branchiopodes.
33
• La classe des Myriapodes
Les Myriapodes sont une classe d'Arthropodes dont le corps est formé d'une tête suivie d'un
grand nombre d'anneaux qui se ressemblent tous, de sorte qu'on ne distingue ni thorax ni
abdomen.
La tête porte cinq paires d'appendices comme chez les Insectes : une paire d'antennes et quatre
paires de pièces buccales (lèvre supérieure, une paire de mandibules, deux paires de
mâchoires).
Le nombre des anneaux qui suivent la tête est très variable; il atteint 200 chez certaines
espèces. Chacun d'eux porte toujours une ou deux paires de pattes articulées. Les différents
organes présentent beaucoup de rapports avec ceux des Insectes. Ainsi L'appareil respiratoire
consiste en des trachées qui reçoivent l'air par des stigmates, lesquels sont souvent distribués
régulièrement à raison d'une paire par anneau.
-
Figure 27. Myriapode géant des îles Galapagos peut atteindre une longueur de 45 cm.
La classe des Myriapodes se subdivise en deux groupes : celui des Opisthogonéates, qui se
compose de l'ordre des Chilopodes, et celui des Progonéates, qui comprend trois ordres :
Diplopodes Pauropodes, et Symphyles. Les deux divisions principales étant celles des
Chilopodes et des Diplopodes (les Chilopodes ont une paire de pattes par segment et les
Diplopodes qui en possèdent deux) :
• Les Chilopodes ont le corps aplati et comprennent en particulier les Scolopendres ou
Mille-Pattes : elles possèdent 21 paires de pattes, une glande venimeuse et sont
carnassières. Les grandes espèces exotiques, qui dépassent 30 cm de longueur, sont
dangereuses par leurs morsures.
• Les Diplopodes ont le corps cylindrique, sont végétariens et ne possèdent qu'une paire
de mâchoires. Ils comprennent : les Gloméris qui peuvent se rouler en boule comme
les Cloportes; les Iules qui ont près de 100 segments et s'enroulent en spirale.
Tous les Myriapodes vivent le plus souvent dans les lieux sombres et humides, cachés
sous les pierres ou les feuille
34
• La classe des Insectes (ou hexapodes)
Les Insectes sont caractérisés par la présence d'une seule paire d'antennes, de mandibules,
d’une ou deux paires de maxilles, et de trois paires de pattes. Leur corps est divisé en trois
tagmes: la tête, le thorax, et l'abdomen (Fig. 24). La plupart des Insectes ont deux paires
d'ailes sur le thorax.
Figure 28. Tagmes d'un Insecte
Les Insectes sont des Invertébrés, Arthropodes, Antennates, Mandibulates, Trachéates,
Opisthogonéates, Hexapodes à corps segmenté en 3 parties :
Invertébrés : Absence de squelette interne et Système nerveux ventral
Arthropodes : pattes articulées sur le corps et présence d'un squelette externe chitineux
Antennates : présence d'antennes (1 paire chez les Insectes correspondant aux antennules des
Crustacés)
Mandibulates : présence d'une paire de mandibules
Trachéates : respiration par un système trachéen dont les orifices sont les stigmates
Opisthogonéates : orifices génitaux à l'extrémité de l'abdomen
Hexapodes : présence de 6 pattes (3 paires thoraciques)
Segmentation : Tête, Thorax et Abdomen d'avant en arrière
Tableau 1. Caractères distinctifs des Arthropodess
Respiration s'effectuant au moyen de
trachées ou de sacs pulmonaires
(trachéates).
Tête nettement distincte
du thorax ou du tronc.
Trois paires de pattes;
souvent des ailes.
Un grand nombre de
pattes; jamais d'ailes.
Tête confondue avec le thorax; quatre paires de
pattes.
Respiration s'effectuant soit par des branchies, soit par des membres modifiés en vue de cette
fonction, soit simplement par la peau (branchiates).
35
Insectes
Myriapodes
Chélicérates
Crustacés
Tableau 2. Classification détaillée des Arthropodes
Métamorphose
incomplète
Ordres
- Ephéméroptères : Ephemera vulgata
- Odonates ou Odonatoptères : Libellula sp
- Dérmaptères (Forficules) : perce-oreille (Forficula auricularia)
- Dictyoptères : Mantis religiosa
- Grylloblattoptères : la courtilière (Gryllotalpa gryllotalpa)
- Homoptères : Cochenille blanche (Parlatoria blanchardi),
pucerons (Phylloxéra de la vigne : Daktulosphaira vitifoliae)
- Hétéroptères ou Hémiptères : punaises des lits (Cimex
lectularius)
- Isoptères (termites): Bellicositermes bellicosus
- Orthoptères : Schistocerca gregaria, Locusta migratoria,
Tettigonia viridissima.
- Anoploures ou Phthiraptères (poux) : Pediculus humanus
- Thysanoptères : thrips
- Blattoptères : blattes et cafards (Periplanetta orientalis)
Métamorphose
complète
- Névroptères : Fourmilion (Myrmeleon formicarius)
- Diptères : Mouche domestique (Musca domestica), mouche
bleue (Calliphora vomitoria) (moustique (Culex pipiens),
anophèle (Anopheles gambiae), phlébotome (Phlebotomus
perniciosus)
- Siphonaptères : les puces, puce qui transmet la peste
(Xenophylla chaeopis)
- Hyménoptères : abeille (Apis mellifica), fourmie noire
(Pheidole megacephala, guêpe (Vespula vulgaris).
- Coléoptères : (Coccinella septempunctata), (Pharoscymnus
ovoideus)
- Lépidoptères : (Ectomyelois ceratoniae)
Sous-classe des
Ptérygotes
Classe des
Insectes
Sous-classe des
Aptérogygotes
Ordres :
- Thysanoures: poisson d'argent.
- Collemboles.
- Protoures.
- Diploures.
Classe des
Crustacés
Cloporte (Hemilepistus reaumuri), homard (Homarus gammarus), langouste, crevette, crabe, etc.
Classe des
Myriapodes
Chilopodes (mille-pattes, scolopendre), Diplopodes (mille-pattes, iule), Pauropodes (mille-pattes nains).
Classe des Arachnides : acariens, sarcoptes, tiques, araignées, scorpions, etc..
Chélicérates
Classe des Mérostomes : limules etc
Hormis les espèces primitives dites amétaboles, les insectes se caractérisent par un
développement de l’œuf à l’adulte (imago) qui passe par des stades successifs qui impliquent
des métamorphoses. Les insectes qui présentent des métamorphoses sont dits métaboles. Les
métamorphoses complètes (insectes holométaboles) comportent toutes les phases : œuf – larve
(asticot, chenille) – nymphe ou chrysalide (stade immobile) – imago ou adulte. Chez les
insectes hémimétaboles dits à métamorphose incomplète, la larve acquiert progressivement
des ailes et des organes sexuels, sans passer par le stade nymphe. Chez les insectes
amétaboles, les larves sont identiques, à la taille près, à ce qu’elles deviendront quand elles
serontadultes.
Les métamorphoses, chez les insectes, sont en relation avec un arsenal remarquable
36
d’hormones qui sont sécrétées par des glandes très en rapport avec leur système nerveux.
L’une de ces hormones, l’ecdysone est l’hormone principale de la mue. Son action a pour
effet principal de provoquer la destruction de la cuticule du stade précédent. Une autre
hormone, la néoténine, dite hormone juvénile, maintient, tant qu’elle est sécrétée, la larve au
stade qui est le sien. Dès qu’elle n’est plus sécrétée, la larve passe au stade suivant.
Tableau résumé comparatif des Arthropodes
Crustacés
Arachnides
Myriapodes
Insectes
Nombreuses pattes
abdominales
8 pattes
plus de 8 pattes
6 pattes
Branchies
"Poumons" et
trachées
Trachées
Trachées (et
trachéobranchies pour
les larves aquatiques)
2 paires d'antennes
Pas d'antennes:
1 paire d'antennes
des pédipalpes
1paire d'antennes
mandibules
1 paire de
chélicères
1paire de mandibules
région céphalique et
nombreux segments
thoraciques et
abdominaux
région céphalique
céphalo-thorax et nombreux
et abdomen
segments
abdominaux
1 paire de
mandibules
tête, thorax et abdomen
Les Cœlomates Deutérostomiens
La caractérisation des Deutérostomiens est basée sur des critères embryologiques. Le nom
qui signifie bouche en second décrit leur particularité principale : lors de l'embryogénèse,
après la phase de gastrulation, le blastopore deviendra l'anus, la bouche nécessitant le
percement d'un pore secondairement à la mise en place des tissus.
Les échinodermes
Les échinodermes (littéralement, peau de hérisson) sont ainsi nommés car leur derme
possède des spicules ou des plaques calcaires épineuses. Ils constituent un groupe
zoologique marin caractérisé par une symétrie radiaire d'ordre 5 à l'état adulte (symétrie
pentaradiée) (Fig.1). Il suffit de se remémorer la forme des étoiles de mer de nos vacances
d'été pour en être convaincu. En fait, la morphologie des échinodermes varie selon les
familles et la symétrie pentaradiée si caricaturale d'une astérie ou d'une ophiure est moins
apparente chez un oursin ou une holothurie. Cette symétrie, est acquise à la suite d'une
métamorphose qui intervient à la fin du développement embryonnaire et larvaire.
Les échinodermes actuels se divisent en cinq classes :
- les échinides (oursins, encore appelés: "châtaignes de mer"),
- les astérides (étoiles de mer),
- les holothurides (concombres de mer),
- les ophiurides et les crinoïdes (groupe très ancien considéré comme primitif comparé aux
quatre autres). Les échinodermes existent depuis l'ère primaire et sont bien représentés
dans les roches sédimentaires à l'état de fossiles.
La classe des échinides est caractérisée par des animaux souvent globuleux, parfois aplatis,
mais toujours hérissés de piquants. Ces derniers peuvent affecter des formes et des
dimensions variables. Ils possèdent un squelette calcaire formé de plaques soudées (test
d'oursin) et un appareil masticateur au pôle oral, appelé : "la lanterne d'Aristote". Le
squelette est percé d'une multitude d'orifices microscopiques par lesquels sortent des podia
qui fonctionnent à la manière de ventouses grâce auxquelles l'oursin se déplace sur le fond.
37
Figure 25. Deux exemples d'échinodermes. A gauche, deux oursins
(Echinus sp.). A droite, une étoile de mer (Marthasterias glacialis).
L'intérêt des échinodermes pour les études embryologiques réside dans le fait que les
ovaires de ces animaux peuvent produire des dizaines de milliers d'ovocytes, ce qui permet
d'envisager des études quantitatives. Enfin, l'abondance de certaines espèces sur nos côtes
rend leur approvisionnement aisé.
Parmi les échinides, on dispose de nombreuses données sur le développement de quelques
espèces telles que : Paracentrotus lividus, Arbacia punctulata et Lytechinus variegatus.
Paracentrotus lividus présente également un intérêt culinaire et correspond à l'espèce la plus
répandue. Parmi les astérides, Asterias rubens (l'étoile de mer) et Marthasterias glacialis font
partie des espèces les mieux connues.
38