LES ECHINODERMES LES ECHINODERMES Les différentes espèces • -Les ASTÉRIDES : les étoiles de mer • -Les HOLOTHURIDES: les concombres de mer • -Les CRINOÏDES: groupe très ancien considéré comme primitif par apport aux quatre autres. • -Les OPHIURIDES • -Les ÉCHINIDES : les oursins ETYMOLOGIE ET CARACTÉRISTIQUES Les échinodermes (littéralement, peau de hérisson) sont des deutérostomiens et constitue un des embranchements les plus original du règne animal. On constate 3 caractères fondamentaux: • Un endosquelette formé de spicules ou de plaques calcaires épineuses • Une symétrie radiaire pentamètrique (d'ordre 5 à l’état adulte). Néanmoins, la morphologie des échinodermes varie selon les familles et la symétrie pentamétrique (exemple type 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. • Un système aquifère ou un appareil ambulacraire (structure unique qui joue à la fois le rôle de respiration, de locomotion et d’alimentation) MORPHOLOGIE ET PHYSIOLOGIE • Le squelette: le squelette est percé d'une multitude d'orifices microscopiques par lesquels sortent des podias qui fonctionnent à la manière de ventouses grâce auxquelles l'oursin, par exemple, se déplace sur le fond. Seul embranchement des invertébrés à posséder un squelette interne calcaire. Le squelette est généralement constitué de la juxtaposition de ces plaques calcaires. Elles sont soit articulées entre elles (astéries, ophiures et crinoïdes), soit soudées (oursins). Cependant chez les holothuries, ces plaques sont dispersées de façon diffuse dans le corps. Ces plaques sont poreuses et formées par un seul cristal de calcite. • Le système nerveux: les structures sensorielles des échinodermes sont dispersées sur tout l'animal, comme on pourrait s'y attendre d'un organisme à symétrie radiale. Le système nerveux est formé de deux éléments principaux: un anneau nerveux central et des nerfs radiaux. Les étoiles de mer possèdent également des structures permettant de percevoir la lumière à l'extrémité des bras. Ces structures leur permettent de détecter où se trouve la surface. • La symétrie radiale: organisation morphologique dans laquelle les parties d'un animal sont organisées concentriquement autour d'un axe oral-aboral, permettant ainsi de diviser l'animal en deux pour créer des moitiés symétriques. L’anus quand il est présent se situe sur la face aborale. Face orale: • La surface du corps des échinodermes est donc différenciée en surface orale et surface aborale. La surface orale est définie par la présence de gouttières ambulacraires (système aquifère) avec leur podia. La bouche et les branchies se situent en général sur la face orale. • Ces organismes possèdent une grande capacité à régénérer leur endosquelette, les piquants, les épines..abîmés suite à une mutilation réflexe (autotomie) ou à une attaque par un prédateur • Les échanges respiratoires et la circulation La diffusion joue un rôle important dans la respiration des échinodermes. L'épiderme porte des branchies dermiques ciliées, où a lieu un échange à contrecourant permettant une plus grande diffusion. Le système aquifère sert de système circulatoire, permettant à l'oxygène, aux éléments nutritifs et aux déchets de passer de l'épiderme aux tissus internes ou vice-versa. Les concombres de mer ont des arbres respiratoires (organes arborescents) qui communiquent avec l'extérieur par le cloaque. • Le système aquifère ou système ambulacraire Les Échinodermes possèdent une structure unique, le système aquifère qui est formé d'une série de canaux remplis de liquide et grâce auquel ils peuvent se mouvoir et capturer leur proies. Le système aquifère est rempli d'un liquide d'une composition très similaire à l'eau de mer, mais ayant une pression osmotique légèrement supérieure. Il s'ouvre vers l'extérieur par un pore (le madrépore ou madréporite). Tout le long des bras se trouvent de petits canaux, les canaux ambulacraires qui mènent aux pieds ambulacraires. Le canal ambulacraire descend le long de la face orale de chacun des bras des échinodermes et qui contient les pieds ambulacraires . Si le canal ou sillon est visible, on dit que les bras sont ouverts. Sinon on dit qu’ils sont fermés. Les pieds ambulacraires forment également une surface d'échange. Les tissus internes, toutefois, ne sont pas en contact direct avec l'eau de mer. Ils sont la principale structure locomotrice. À l'intersection du canal latéral et de l'ampoule se trouve une valve qui permet d'emprisonner l'eau dans le pied ambulacraire. Les muscles longitudinaux de l'ampoule permettent de pousser l'eau dans le pied, provoquant ainsi son extension. À l'extrémité de chaque pied se trouve une ventouse qui permet l'adhésion du pied ambulacraire sur le substrat. Finalement, la détente des muscles longitudinaux dans la paroi de l'ampoule permet la rétraction du pied. Le mouvement coordonné de centaines de pieds ambulacraires permet à l'étoile de mer d'avancer lentement. Système ambulacraire • Alimentation et digestion Les étoiles de mer sont des prédateurs. Leurs déplacements lents ne leur permettent d'attraper que des proies qui sont encore plus lentes comme les moules et les huîtres. Elles arrivent à entrouvrir la coquille de ces mollusques en se servant de leurs pieds ambulacraires. Les tissus de la proie sont ensuite aspirés à l'intérieur du tube digestif de l'étoile de mer où la digestion se poursuit grâce aux enzymes digestives produites par son estomac. Prédateurs de Bivalves , les étoiles de mer peuvent réduire considérablement les populations d'huîtres et de moules, ce qui cause de sérieux problèmes aux aquiculteurs qui cultivent ces mollusques très prisés des gourmets. Appareil digestif d’une Astérie: Les oursins, sont des brouteurs qui se nourrissent des algues de la zone littorale des océans. Ils possèdent un appareil masticateur, au pôle oral appelé, la lanterne d'Aristote, située dans la bouche et formée d'une quarantaine d'ossicules formant cinq dents calcaires reliées par des muscles. Cette structure sert à broyer le matériel végétal. Les oursins jouent un rôle important dans les communautés littorales. La réduction du nombre de leurs prédateurs (loutres sur les côtes de Californie, phoques et poissons dans le Golfe du Saint-Laurent) a causé une augmentation de leur population. La surabondance d'oursins a lourdement taxé les peuplements d'algues qui servent de refuge à de nombreux autres organismes. La diversité des communautés côtières a été réduite, et l'abondance de certains organismes, comme le homard, a décliné fortement. Les concombres de mer sont benthiques et se nourrissent des particules qui sédimentent; ce sont des suspensivores. Ils possèdent des tentacules autour de la bouche qu'ils étalent à la surface des sédiments. Les particules qui sédimentent se collent au mucus qui couvre les tentacules, et ces derniers sont régulièrement introduits dans le tube digestif, ce qui permet à l'animal d'ingérer les particules recueillies. Excrétion et osmorégulation Les échinodermes n'ont pas de système excréteur et rejettent leurs déchets azotés directement sous forme d'ammoniac. Ce sont des animaux exclusivement marins, et on explique leur distribution par l'absence de système assurant l'osmorégulation. • Mode de vie La plupart des échinodermes actuels sont « mobiles ». Ils se déplacent lentement à l'aide des pieds ambulacraires, la bouche orientée vers le bas. Devenus mobiles après que leurs ancêtres aient acquis une symétrie radiale associée à un mode de vie sédentaire, ils ont hérités d'une architecture pentaradiale qui pose de nombreuses contraintes. Les échinodermes les plus évolués et mobiles (concombre de mer, dollars des sable) s'éloignent d'ailleurs de plus en plus de la symétrie radiale, sans avoir une symétrie bilatérale parfaite et une importante céphalisation, mieux adaptées aux déplacements dans une seule direction. • Défenses et adaptations à la vie sessile L'endosquelette calcaire, qui occupe une fraction importante de l'animal, assure une protection relative aux échinodermes. Les épines servent également à repousser les prédateurs. De plus, plusieurs échinodermes possèdent des pédicellaires, qui servent à pincer les intrus. Les animaux sessiles et peu mobiles comme les échinodermes, mais aussi les éponges et les polypes de Cnidaires, doivent faire face à trois problèmes: ils doivent se protéger des prédateurs, éviter d'être enfouis par les particules qui sédimentent ou d'être recouverts par d'autres organismes sessiles, et avoir un moyen de se déplacer pour coloniser de nouveaux habitats. • La reproduction La majorité des échinodermes ont une reproduction sexuée avec émission des produits génitaux dans l’eau de mer. La fécondation est donc externe. Certains échinodermes ont un mode de reproduction asexué par scissiparité, scission de l’organisme suivie de la régénération de la partie manquante. Après la fécondation des oeufs, le développement des échinodermes s’effectue de manière indirecte et présente de ce fait un stade larvaire. Ainsi, la larve qui éclot se nomme gastrula. Cette larve nage et se transforme en une autre larve pélagique (organisme qui vit constamment en haute mer soit en nageant soit en flottant) qui donnera des larves propres pour chacune des classes des échinodermes. Ces larves dont le mode de vie est généralement planctonique ont une symétrie bilatérale et se métamorphosent en un juvénile pentaradié. En effet, les larves, semblables entre elles au stade gastrula, commencent à se différencier, suivant qu'elles doivent donner naissance à un Oursin, une Ophiure, une Astérie ou une Holothurie; la séparation des sexes est la règle. Dans la majorité des cas, les sexes ne se distinguent pas extérieurement. Le plus souvent, toutefois, ils diffèrent entre eux par la couleur. Les glandes génitales sont des organes en grappe, dont le nombre et la position correspondent le plus souvent à la symétrie rayonnée; Ils déversent leurs produits dans un organe excréteur commun qui s'ouvre à l'extérieur par le pore génital. Section transversale du test d’un oursin incubant: Exemple de reproduction asexuée qui se fait par scission de l’organisme, la moitié du spécimen régénère la partie amputée : Exemple de stade comète d’une étoile: Savoir les distinguer Les crinoïdes: Echinodermes les plus ancien (apparus dès l’ère primaire). Ils vivent fréquemment en groupe et se rencontrent depuis la zone littorale jusqu’aux grands fonds. Ils se séparent en deux grandes catégories: Les crinoïdes pédonculés ou (lys de mer) Les crinoïdes non pédonculés ou comatules: Les ophiures: Ce sont des organismes gracieux et de couleurs vives Elles se déplacent par d’amples mouvements de leur bras que se tordent comme des queues de serpents Elles sont exclusivement marines et se rencontrent de la zone littorale aux grands fonds Elles sont très communes et se présentent souvent en grande quantité Leur nom dérive de ophis (serpent) et de oura (queue). Les Holothuries: C’est un échinoderme d’allure bizarre mais qui possède bien toutes les caractéristiques de l’espèces. Les holothuries sont aussi appelées « concombres de mer ou bêches de mer » Leur particularité est un corps dépourvu de bras Elles jouent un rôle très important dans le remaniement des sédiments, ce sont des détritivores Etoile de mer ou Astérie : Il s’agit du plus connu des échinodermes, elle se caractérise par la présence de bras dont le nombre est plus ou moins variable Une astérie se compose d’une région centrale, appelé disque d’où partent des bras plus ou moins individualisés Les astéries ne sont pas affectées par un biotope, elles rampent sur des fonds meubles ou se déplacent sur des coraux, des fonds vaseux ou des herbiers du littoral jusqu’aux grands fonds C’est un carnivore vorace et surnommé « l’attila » des récifs coraliens Le nombre de bras est variable : • Bras peu individualisés/ Bras bien individualisés Oursins ou échinides: Leur nom dérive de echinos « hérisson » et de eidos « forme » Ils sont connus à l’état de fossiles depuis l’Ordovicien et sont exclusivement marins Ils se rencontrent depuis la zone littorale jusqu’aux grands fonds. Ils vivent fréquemment en groupe. Ils sont de formes variables: Diversité des piquants : Vigilance Les échinodermes interfèrent peu avec l’activité humaine en général. Oursins: Les gonades d’oursins sont consommées par les gourmets. Cependant, l’ingestion d’oursins peut provoquer des nausées, des vomissements et des diarrhées. La plupart des espèces seraient vénéneuses au moment de la période de reproduction. Les piquants primaires de certains oursins sont très grands (jusqu’à 30 centimètres). Ce type de piquants entre très facilement et très profondément dans la peau. Du fait de sa fragilité, ils se cassent et restent dans la peau. Les piquants secondaires, plus petits, peuvent être très venimeux. Etoile de mer: Elles peuvent libérées des toxines appelées saponines. Seules l’espèce Acanthaster planci, commune dans le domaine tropical Indo-Pacifique est venimeuse. Cette Astérie peut atteindre 60cm d’envergure. Elles possèdent de 13 à 18 bras et son corps est recouverts de piquants. La piqure provoque une très vive douleur (engourdissement, paralysie temporaire..) Crinoïde: RAS Ophiurides: Il existe très peu de renseignements sur la toxicité de ces organismes. Holothuries: RAS mise à part que c’est plus l’homme qui nuit à l’espèce que l’inverse. D’une manière générale, respectons-les en se contentant du plaisir de les observer. FIN