les aquariums - Museum Aquarium de Nancy
publicité
Ce livret a été réalisé à l’attention des enseignants qui souhaitent préparer une visite des galeries d’aquariums du Muséum-Aquarium de Nancy. Pour toute information complémentaire, contacter le MAN au : 03.83.32.99.97 ou consulter son site Internet : www.man.uhp-nancy.fr Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Préface Le Muséum-Aquarium de Nancy représente une ressource importante pour l’enseignement des sciences de la vie et de la Terre dans l’académie de Nancy-Metz. C’est un lieu où les élèves peuvent découvrir et explorer le monde animal, d’une part à partir d’animaux conservés et, d’autre part, d’animaux vivants. Il est ainsi possible de montrer des animaux inaccessibles en classe en dehors d’images fixes ou vidéos, de façon très concrète, ce qui enrichit en particulier la notion, abordée en collège comme au lycée, de diversité du vivant. Les élèves peuvent aussi, en observant les animaux aquatiques dans leur milieu de vie, mener des investigations quant à leurs modes de déplacement, d’alimentation, de respiration et éventuellement de reproduction. L’exposition actualisée et rénovée des échantillons conservés est un apport indéniable aux programmes du collège en ce qui concerne la classification et la détermination des être vivants. Nous ne pouvons donc qu’encourager les professeurs de sciences de la vie et de la Terre du Grand Nancy mais aussi de toute l’académie à emmener leurs élèves au Muséum-Aquarium de Nancy. Ces visites peuvent, de plus, être préparées quant à leur exploitation pédagogique en liaison avec le service éducatif auquel contribue un professeur de SVT. Ce guide les aidera en cela. Brigitte Hazard et Pascal Faure Inspecteurs d’académie - inspecteurs pédagogiques régionaux de SVT Académie de Nancy-Metz Novembre 2005 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Sommaire HISTORIQUE............................................................................................. 1 Les collections patrimoniales de zoologie ......................................................... 2 LES AQUARIUMS ........................................................................................ 3 Introduction ......................................................................................... 4 Le fonctionnement d’un aquarium............................................................... 5 Et au Muséum-Aquarium de Nancy ? ............................................................. 7 QUELQUES MILIEUX DE VIE RENCONTRÉS DANS LES AQUARIUMS ............................... 9 Les récifs coralliens ...............................................................................10 Les mangroves......................................................................................15 LES ANIMAUX RENCONTRÉS DANS LES AQUARIUMS ..............................................17 LES POISSONS .......................................................................................18 Locomotion.......................................................................................19 Equilibre hydrostatique ........................................................................21 Respiration .......................................................................................22 Nutrition ..........................................................................................25 Défense ...........................................................................................31 Reproduction ....................................................................................36 LES INVERTÉBRÉS ..................................................................................39 Les Cnidaires.....................................................................................39 Les Mollusques...................................................................................43 Les Annélides ....................................................................................43 Les Arthropodes .................................................................................44 Les Échinodermes ...............................................................................47 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums HISTORIQUE Le Muséum-Aquarium de Nancy (MAN) est un musée scientifique consacré à la zoologie. Il est géré par la Communauté urbaine du Grand Nancy et l’Université Henri-Poincaré Nancy-I et a pour mission permanente de conserver, restaurer, étudier, enrichir les collections qui lui sont confiées et de rendre ces collections, grâce entre autres, à des actions éducatives, accessibles au public le plus large. Le Muséum-Aquarium de Nancy est situé depuis 1934 au cœur de Nancy, à proximité de la place Stanislas, au 34, rue Sainte-Catherine. Il est doté d’importantes collections zoologiques actuelles et fossiles, et de 65 aquariums. Quelques dates clés retraçant l’histoire du Muséum-Aquarium 1798 : création de l’École Centrale de la Meurthe et de son cabinet d’histoire naturelle qui reçoit les collections regroupées lors de la Révolution. Rémi WILLEMET, nommé conservateur, initie une politique d’enrichissement des collections. 1839 : Dominique-Alexandre GODRON est nommé conservateur adjoint puis conservateur en 1841. Il accroît les collections en vue d’illustrer son enseignement de zoologie et d’anatomie comparée. 1930 : à l’initiative de Lucien CUÉNOT, conservateur, une convention est signée entre la Ville et l’Université autorisant l’édification d’un institut et d’un musée de zoologie sur une parcelle du Jardin botanique de la rue Sainte Catherine concédée par la Ville jusqu’en 2020. 1932 : début de la construction du bâtiment. Le sous-sol et le rez-de-chaussée sont destinés aux laboratoires de recherche et aux salles de cours. Le premier étage, est conçu spécialement pour l’exposition et la conservation des collections zoologiques. 1935 : inauguration de l’établissement. Les collections de zoologie intègrent les vitrines du premier étage (« musée Cuénot »), des aquariums sont déjà présents dans les laboratoires. Lucien CUÉNOT 1964 : installation des premiers aquariums d’eau douce dans le hall d’entrée à l’initiative du Cercle aquariophile de Nancy. 1971-1973 : implantation de 60 aquariums tropicaux d’eaux douce et marine dans les locaux laissés vacants par le départ des services de zoologie vers le nouveau campus universitaire. 2000 : projet de restructuration de l’espace muséal du premier étage. Les travaux débutent fin 2003 et la réouverture au public a lieu en mai 2005. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 1 Les collections patrimoniales de zoologie Les collections d’animaux naturalisés ou en liquide conservateur sont rassemblées depuis plus de deux siècles. Elles comprennent actuellement plus de 136 000 spécimens parmi lesquels des représentants d’espèces éteintes récemment (Pigeon migrateur américain, Coua de Delalande, Thylacine, Lion de l’Atlas, etc.) ou devenues très rares (Perroquet nocturne, Aye-aye, etc.). Une partie des spécimens est exposée au premier étage, dans la galerie de zoologie, mais la plus grande partie est conservée dans les réserves. Deux vues de l’exposition permanente des collections de zoologie (1er étage du MAN) 2 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums LES AQUARIUMS Poisson-papillon jaune, Chaetodon semilarvatus Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 3 Introduction Lors de votre visite, vous allez découvrir environ 450 espèces d’animaux des eaux tropicales douces et marines, réparties dans 65 aquariums. La « salle bateau » L’aquaterrarium amazonien Grâce à cette visite, vous pourrez … 4 émerveiller vos élèves par la diversité des animaux des eaux tropicales ; leur faire prendre conscience de l’importance du respect du milieu naturel pour la sauvegarde des espèces et des écosystèmes ; utiliser le Muséum-Aquarium de Nancy comme centre de ressources en zoologie. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Le fonctionnement d’un aquarium Mettre en place un aquarium et y maintenir la vie n’est pas chose facile ! Il faut reconstituer un environnement favorable et prendre soin des êtres vivants qu’on y fait vivre. Il convient pour cela de se documenter sur les conditions et le milieu de vie des espèces que l’on compte introduire dans cet aquarium ! Nous allons vous présenter les différentes étapes à respecter pour maintenir un aquarium. Première étape : reconstituer un milieu favorable L’eau Elle doit répondre à des critères de qualité : correspondre aux besoins spécifiques des animaux (eau de mer, eau calcaire, eau très peu minéralisée…) ; être bien oxygénée grâce à un système de brassage (exemple : utilisation d’une pompe ou d’un bulleur) ; être « propre » grâce à l’utilisation combinée d’un filtre mécanique qui retient les impuretés et d’un filtre biologique qui dégrade les déchets organiques dissous. La lumière et la température Dans le milieu naturel, le soleil apporte lumière et chaleur : la lumière est remplacée par un éclairage programmé tenant compte de la durée du jour et de l’intensité lumineuse ; la température est régulée par un thermostat pilotant des résistances chauffantes ou un système de réfrigération. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 5 Deuxième étape : introduire les êtres vivants Pendant trois à quatre semaines, l’aquarium doit fonctionner sans animaux. Ceci permet la mise en place spontanée des bactéries chargées de dégrader les déchets organiques (filtre biologique). Une fois le milieu de vie équilibré, l’introduction des animaux est possible. Il faut évidemment choisir des espèces qui peuvent cohabiter dans de bonnes conditions, c’està-dire ayant des exigences comparables mais ne risquant pas d’établir des relations de concurrence ou, pire, de prédation. Enfin, le nombre et la taille des animaux doivent être adaptés à la taille de l’aquarium. Troisième étape : bien les alimenter Les animaux qui peuplent l’aquarium ont besoin de nourriture. Il faut leur apporter les rations dont ils ont besoin en tenant compte de leur régime alimentaire, de leur taille et de leur appétit. Attention ! Pour maintenir les animaux en bonne santé et ne pas polluer l’aquarium, il faut veiller à ne pas donner trop à manger. Quatrième étape : entretenir l’aquarium Pour maintenir les êtres vivants en bonne santé, il faut entretenir régulièrement l’aquarium. Cela peut paraître contraignant mais c’est indispensable. Tous les jours : allumer et éteindre l’éclairage à heures fixes si ce n’est pas automatique ; contrôler la température et le fonctionnement du filtre ; nourrir les animaux. Toutes les semaines : changer une partie de l’eau ; nettoyer les vitres ; tester la qualité de l’eau. L’aquarium 6 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Et au Muséum-Aquarium de Nancy ? Comment sont entretenus les aquariums ? Chaque jour, les techniciens du service des aquariums s’occupent de l’entretien : ils nettoient les vitres, les filtres et les autres équipements techniques ; ils contrôlent la qualité et la température de l’eau ainsi que l’état sanitaire des animaux et des plantes ; enfin, ils nourrissent les animaux. D’où provient l’eau ? L’eau est renouvelée en permanence par un goutte à goutte d’eau déminéralisée, d’eau douce ou d’eau de mer. L’eau douce provient directement du réseau de la Communauté urbaine du Grand Nancy. Cette eau présente des caractéristiques physico-chimiques favorables à l’aquariophilie (le pH est de 7,8 à 9 et la dureté est faible). Avant d’alimenter les aquariums, l’eau est réchauffée à une température de 25°C. L’eau de mer est préparée sur place dans des cuves à partir de l’eau douce du réseau urbain et de sels spécifiques provenant du commerce aquariophile. Poisson-lime feuillu, Chaetoderma penicilligera Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 7 D’où viennent les animaux ? Ils proviennent : de dons d’amateurs ou d’associations aquariophiles ; d’achats chez des grossistes (achats d’animaux issus d’élevages ou prélevés dans le milieu naturel) ; d’échanges avec d’autres aquariums ou avec des laboratoires de recherche. Avant de se retrouver face au public, les animaux sont placés en quarantaine pour vérifier qu’ils sont en bonne santé et qu’ils acceptent la nourriture proposée. Une fois qu’ils sont habitués à leur nouvel environnement et suffisamment apprivoisés, ils sont transférés dans un aquarium d’exposition. Chaque aquarium présente des animaux provenant d’une zone géographique donnée ; celle-ci est indiquée sur les pupitres placés devant les bassins. Que leur donne-t-on à manger ? Tous les lundis, mardis, jeudis et vendredis, on distribue environ : 200 g de petits pois, d’épinards, de brocolis et autres légumes verts. crus ; 150 g de carottes cuites ; 1000 g de moules précuites ; 200 g de zooplancton (Mysis, Krill et Artémias) surgelé ou vivant ; 400 g de vers marins (Néréis) ; 100 g de larves de moustiques ; 500 g de fruits de mer en mélange (Coques, Calamars, Crevettes, etc.) ; 200 g de petits poissons crus (Athérines et Éperlans) ; 300 g de filet de merlu cru ; 100 g de crevettes entières crues ; 100 g de gambas ou de langoustines crues. Comment soigne-t-on les poissons ? L’observation permanente des aquariums par les techniciens est primordiale pour détecter les éventuelles maladies que peuvent contracter les animaux. En cas d’alerte, ils doivent agir très vite ! Si le poisson est facile à attraper, on l’isole dans un « bac-infirmerie » où on le soigne avec des médicaments spécifiques ou, en cas d’infection bactérienne, par des antibiotiques dissous dans l’eau. S’il s’avère difficile d’attraper le poisson (en raison notamment du décor et du fait qu’en général les poissons malades se cachent), on traite l’ensemble de l’aquarium avec des produits adaptés, non dangereux pour l’équilibre biologique de l’aquarium. 8 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums QUELQUES MILIEUX DE VIE RENCONTRÉS DANS LES AQUARIUMS Lépidosirène, Lepidosiren paradoxa Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 9 Les récifs coralliens La répartition des récifs coralliens Les océans représentent environ 70 % de la surface du globe mais les récifs coralliens n’occupent que 250 000 km2. Ils se rencontrent seulement dans la zone intertropicale, entre les latitudes 30°N et 30°S, là où les eaux peu profondes et limpides ont une température comprise entre 20°C et 30°C. Répartition mondiale des récifs coralliens (points bleus) 10 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Les coraux constructeurs de récifs Les récifs coralliens sont construits par les coraux dits hermatypiques, anciennement appelés Madréporaires. Ce sont des colonies de petits animaux simples, les polypes, associés à des algues brunes unicellulaires microscopiques appelées zooxanthelles. En s’accroissant, les colonies produisent une assise calcaire qui constitue le récif. Chaque polype abrite des zooxanthelles dans ses tissus. Entre ces deux êtres vivants, nous avons une association à bénéfice réciproque (symbiose) dans laquelle : les zooxanthelles produisent des substances organiques par photosynthèse en utilisant le dioxyde de carbone et les déchets azotés produits par les polypes. Ces substances, sucres, glycérol, acides gras et acides aminés, ainsi que le dioxygène produit par les zooxanthelles alimentent les polypes en complément de leur apport nutritionnel extérieur (proies capturées par les tentacules). De plus, l’activité photosynthétique contribue à la fixation du calcium ce qui accélère l’accroissement du récif corallien ; les coraux offrent aux zooxanthelles un environnement bien exposé à la lumière et protégé par leurs cellules urticantes (cnidocystes). Cette symbiose n’est fonctionnelle que sous une lumière intense et dans une eau transparente, mais elle nécessite aussi un substrat stable et une température de l’eau comprise entre 20 et 30°C. Ces exigences expliquent la répartition des récifs coralliens vue précédemment. Lorsque survient un déséquilibre nuisible à la photosynthèse (eau trouble, température excessive, etc.), les zooxanthelles peuvent être expulsées par le corail qui les abrite. La couleur brune des tissus disparaît alors, laissant voir le squelette par transparence. C’est le phénomène de blanchiment des coraux. Nous pouvons rencontrer différents types de colonies coralliennes : les colonies massives, par exemple : Porites spp. ; les colonies ramifiées, par exemple : Acropora spp. ; les colonies foliacées, par exemple : Agaricia spp. Tentacule Bouche Disque oral Tentacule Bouche Cavité gastrique Colonne Cloison Calice Tissu vivant recouvrant le squelette Squelette Schéma d’un polype Coupe d’un polype Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 11 Naissance et croissance d’un récif corallien Naissance des colonies coralliennes La reproduction sexuée La plupart des coraux sont hermaphrodites. La fécondation se fait dans la cavité gastrique de l’animal ou en pleine eau. L’œuf donne une larve nageante, la planula, qui se fixe sur un substrat stable et se transforme en polype. C’est le début d’une nouvelle colonie. La reproduction asexuée Sous l’effet des vagues, des chocs, des prédateurs ou même spontanément, des fragments de colonie se détachent et tombent. Ils peuvent alors être transportés par les courants ou les vagues. S’ils rencontrent un substrat stable favorable à leur implantation, ils peuvent s’y fixer et fonder une nouvelle colonie. Croissance des colonies coralliennes Le développement d’une colonie résulte de la multiplication de ses polypes, soit par division, soit par bourgeonnement. Il s’agit donc d’une reproduction asexuée. La croissance est orientée vers la lumière, c’est-à-dire vers le haut, et vers la pleine eau, c’est-à-dire vers le large. Par conséquent, le récif se développe vers le haut et vers le large, en particulier dans la zone frontale. Cette extension est évidemment limitée en hauteur par le niveau de la mer mais elle est aussi contrecarrée par les prédateurs et autres agresseurs : houle, tempêtes, épaves flottantes, etc. La partie la plus exposée à ces chocs destructeurs est la crête. Les fragments cassés s’accumulent en contrebas, formant un éboulis sur lequel s’implantent les nouvelles colonies qui étendront le récif vers le large. Coupe schématique d’un récif corallien : sens de développement du récif 12 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Les différents types de récifs coralliens Il existe deux catégories de récifs coralliens : Les récifs continentaux Ce sont les plus courants. Ils bordent le littoral d’un continent ou d’une île. Leur évolution dans le temps les fait passer par différents stades : Le récif frangeant C’est le stade précoce : le récif borde la côte au plus près. Récif Le récif barrière Le récif frangeant s’est étendu vers le large : il est maintenant séparé de la côte par un lagon. Récif actuel Récif ancien L’atoll L’affaissement du plancher océanique sous le poids d’une île (subsidence) peut conduire à la submersion totale de celleci. Cependant, le récif compense l’enfoncement par sa croissance vers le haut. A terme, il ne reste qu’un récif barrière annulaire entourant un vaste lagon. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 13 Les récifs océaniques Ils se développent sur les hauts fonds océaniques, loin de toute terre émergée. Ils peuvent constituer une barrière s’ils bordent le plateau continental. Vents dominants La consolidation des récifs : formation de calcaires coralliens Comme nous l’avons vu, les colonies coralliennes poussent vers le haut. Ce faisant, les parties supérieures font de l’ombre aux parties inférieures qui, privées de lumière, dépérissent puis meurent. Ainsi, les squelettes des coraux morts supportent les coraux vivants. Sous le poids, ils se compactent, englobant des fragments et du sable coralliens. Il se forme alors une roche hétérogène et massive, le calcaire corallien. Du fait de la subsidence, ce calcaire peut atteindre une grande épaisseur. 14 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Les mangroves Localisation géographique Les mangroves se répartissent dans la zone comprise entre le tropique du Cancer et le tropique du Capricorne (zone intertropicale). Répartition mondiale des mangroves (points verts) Qu’est ce qu’une mangrove ? C’est une association de végétaux ligneux (arbres, arbustes) qui se développe dans la zone de balancement des marées. Elle se situe à l’embouchure des fleuves ou le long des côtes protégées, souvent en arrière des lagons coralliens, là où se déposent les sédiments les plus fins, notamment les vases. La mangrove constitue une interface entre le milieu marin et le milieu terrestre. Elle protège le littoral de l’action du vent et des vagues. Elle joue aussi le rôle de « filtre biologique » en piégeant les particules arrivant du milieu terrestre, des rivières et des cours d’eau. Si toutes ces matières organiques arrivaient dans le lagon, les coraux seraient rapidement asphyxiés et ils mourraient. Grâce au réseau dense des racines des palétuviers et aux organismes fixés qui les colonisent (algues, microorganismes, mollusques), les mangroves constituent également une excellente zone de reproduction et de croissance pour de nombreuses espèces animales (poissons, crustacés, etc.). Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 15 Les végétaux des mangroves Les végétaux vivant dans les mangroves sont principalement des palétuviers. Ces arbres ont pour particularité de développer des racines aériennes (pneumatophores) qui captent dans l’atmosphère l’oxygène absent dans le sol. On distingue différentes espèces de palétuviers : Les Rhizophora (Palétuviers blancs) Ces arbres hauts de 2 à 10 mètres sont les pionniers de la mangrove. Ils se rencontrent dans les zones qui ne sont découvertes qu’à marée basse. Branches et troncs émettent de nombreuses racines aériennes arquées (racines-échasses) qui s’enfoncent dans la vase et assurent la stabilité de l’arbre. Les Bruguiera (Palétuviers genouillés) Ces arbres poussent en arrière des Rhizophora, dans des sols plus fréquemment exondés. Leurs pneumatophores ont la forme de genoux. Les Avicennia (Palétuviers-asperges) Ces arbres occupent des sols gorgés d’eau mais qui ne sont inondés qu’à marée haute. Ils forment des massifs clairsemés et buissonnants de 1 à 2 mètres de haut. Leurs pneumatophores ont la forme de chandelles. Exemple de répartition des végétaux dans une mangrove Au Muséum-Aquarium, quelques pieds de palétuviers (Rhizophora sp.) sont observables dans le bac mangrove, ainsi que des Poissons-archers (Toxotes chatareus) et des Poissons-quat’z-yeux (Anableps anableps). 16 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums LES ANIMAUX RENCONTRÉS DANS LES AQUARIUMS Vivaneau voilier, Symphorichthys spilurus Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 17 LES POISSONS Ce sont des Vertébrés aquatiques à respiration branchiale. Les premiers poissons sont apparus il y a environ 500 millions d’années, à l’Ordovicien. Depuis, ils ont colonisé tous les milieux aquatiques : des pôles à l’équateur, des eaux douces aux eaux marines et de la surface aux abysses. Actuellement, environ 4 000 genres et 32 500 espèces de poissons aux formes, tailles et coloris très variés ont été décrites. Pour simplifier, dans le langage courant et plus particulièrement dans le langage culinaire nous parlons de poisson, mais attention, d’un point de vue zoologique ce terme « poisson » ne correspond à rien dans la classification. Actuellement nous distinguons deux groupes : Les Chondrichthyens, ou poissons cartilagineux, qui regroupent les Requins, les Raies et les Chimères. Ces animaux possèdent un squelette cartilagineux et sont, pour la plupart, couverts de denticules cutanés. Spiracle Nageoire caudale dissymétrique Œil Narine Bouche Fentes branchiales Ptérygopodes (mâles seulement) Caractères particuliers aux Chondrichthyens Les Actinoptérygiens, ou poissons osseux, qui regroupent la plupart des « poissons » au sens populaire du terme. Ces animaux possèdent un squelette osseux et sont généralement couverts d’écailles. Ligne latérale Œil Narine Nageoire caudale Bouche Opercule Ouïe Caractères particuliers aux Actinoptérygiens 18 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Locomotion La plupart des poissons se déplacent en nageant ! Le déplacement par propulsion L’eau est un milieu dense qui exerce une pression beaucoup plus forte que l’air et par conséquent engendre une forte résistance au mouvement. Face aux contraintes du milieu, le poisson a développé une forte musculature. Une alternance de contractions et de relâchements des muscles disposés de part et d’autre de la colonne vertébrale permet au poisson de se propulser grâce à sa nageoire caudale. Les autres nageoires lui servent à diriger son déplacement : les nageoires impaires (dorsale et anale) permettent au poisson de s’orienter horizontalement. De plus, si celui-ci veut augmenter sa vitesse de déplacement, il les plaquera contre son corps afin de diminuer les forces de résistance ; les nageoires paires (pectorales et pelviennes) permettent au poisson de s’orienter verticalement. Elles jouent aussi le rôle de frein : lorsque le poisson veut ralentir, il déploie ses nageoires pectorales afin d’augmenter les forces de résistance. En en déployant une seule, il contribue aussi à l’orientation horizontale. De plus, le corps est recouvert d’un mucus facilitant le glissement. Dorsale Pectorale Caudale Pelvienne (ou ventrale) Anale Les différentes nageoires d’un poisson Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 19 D’autres façons de se déplacer Les poissons de certaines familles utilisent principalement leurs nageoires pectorales ou dorsales et anales pour se déplacer. La caudale sert surtout de gouvernail mais en cas de danger elle est aussi utilisée pour se déplacer plus rapidement. Quelques exemples : Utilisation des nageoires dorsale et anale Poissons-ballons (Tétraodontidés) Balistes (Balistidés) Diodons (Diodontidés) Utilisation des nageoires pectorales Labres (Labridés) 20 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Équilibre hydrostatique La plupart des poissons ont une densité légèrement supérieure à celle de l’eau. Pour ne pas couler, ils doivent maintenir un équilibre hydrostatique. Pour cela, ils ont développé différents mécanismes de stabilisation. La vessie gazeuse Les Actinoptérygiens possèdent généralement une vessie gazeuse (vessie natatoire). Il s’agit d'un diverticule du tube digestif contenant de l’air. Cette poche de gaz assure l’équilibre hydrostatique du poisson (flottabilité nulle) à la profondeur à laquelle il vit habituellement. Si le poisson descend vers les profondeurs, sa vessie est comprimée par l’augmentation de pression ambiante et il devient plus lourd que l’eau (flottabilité négative). Inversement, s’il monte vers la surface, il devient plus léger que l’eau (flottabilité positive) par inflation de sa vessie gazeuse. C’est pourquoi la plupart des poissons évoluent à une profondeur constante avec des déplacements verticaux limités en amplitude et en durée. Seules certaines espèces ont la faculté de s’adapter aux variations importantes de pression en ajustant progressivement le volume de leur vessie. Dans ce cas, les échanges gazeux ont lieu avec le sang. Vessie gazeuse Pharynx Rein Colonne vertébrale Encéphale Branchies Cœur Foie Rate Cloaque (anus + uretère + orifice génital) Gonade Intestin Organisation interne d’un poisson osseux Le foie Les Chondrichthyens ne possèdent pas de vessie gazeuse mais leur foie bien développé et très riche en lipides assure leur équilibre hydrostatique. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 21 Respiration Comme tous les êtres vivants, les poissons doivent respirer, c’est-à-dire prélever du dioxygène dissous dans l’eau et rejeter du dioxyde de carbone. Des organes spécialisés permettent les échanges gazeux entre l’eau et le sang. Celui-ci conduit le dioxygène jusqu’aux organes et les débarrasse du dioxyde de carbone. Les organes respiratoires Les branchies Les organes respiratoires typiques des poissons sont les branchies. Les Actinoptérygiens en possèdent 4 de chaque côté de la tête. Ce sont des prolongements de la surface corporelle portés par des arcs osseux. Elles ont une paroi mince qui permet les échanges gazeux et elles sont richement irriguées par le sang, d’où leur couleur rouge. Elles sont protégées par les opercules, sortes de boucliers articulés qui prolongent les joues. Le mouvement alternatif des opercules allié à celui du plancher buccal renouvelle l’eau autour des branchies. Il s’agit donc d’un mouvement respiratoire en deux temps : 1) Inspiration : le plancher buccal s’abaisse et les opercules s’écartent ce qui crée une aspiration. L’eau pénètre les cavités buccale et branchiales par la bouche entrouverte ; elle ne peut entrer par les ouïes car la membrane qui borde les opercules (membrane operculaire) agit comme une valve en se plaquant au corps. 2) Expiration : le plancher buccal remonte et les opercules se resserrent, ce qui chasse l’eau des cavités buccale et branchiale. Elle ne peut ressortir par la bouche car des lèvres internes situées derrière les dents (valvules buccales) ferment le passage ; il lui faut donc sortir par les ouïes en soulevant les membranes operculaires. Coupe verticale schématique de la cavité buccale Coupe horizontale schématique de la cavité branchiale Opercule Eau Eau Inspiration Branchies Plancher buccal Membrane operculaire Valvules buccales Expiration 22 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Les Chondrichthyens ne possèdent pas d’opercules et les ouïes sont remplacées par des fentes branchiales qui permettent à l’eau de sortir. Afin de s’oxygéner, certains requins, doivent nager sans cesse bouche ouverte pour créer un courant d’eau. D’autres requins possèdent une musculature spécifique au niveau des fentes branchiales qui permet la circulation de l’eau. Fentes branchiales Requin chabot Chiloscyllium griseum Organes respiratoires annexes (en complément des branchies) Les Périophthalmes Ces poissons des mangroves chassent les Insectes en grimpant sur les racines des palétuviers et rampent sur la vase à marée basse. Ils vivent donc dans l’eau et hors de l’eau : ce sont des poissons amphibies. Periophthalmus barbarus Dans l’eau, ils respirent avec leurs branchies. Hors de l’eau, ils obturent leurs opercules, créant de vastes chambres branchiales remplies d’eau. Les branchies se retrouvent ainsi au contact de l’eau et peuvent réaliser les échanges gazeux. De plus, la peau richement irriguée par le sang permet une respiration cutanée. Le Gymnote, Electrophorus electricus Ce poisson électrique d’Amérique du Sud est doté d’une double respiration, branchiale et buccale, qui lui permet de vivre en eau peu oxygénée. Il remonte régulièrement à la surface pour renouveler la bulle d’air qu’il conserve dans sa bouche richement vascularisée. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 23 Le Gymnarque du Nil, Gymnarchus niloticus Cet autre poisson électrique vit en Afrique. Il remonte en surface environ une dizaine de fois par heure pour renouveler la provision d’air que contient sa vessie gazeuse. Celle-ci est en communication avec son œsophage et a une fonction pulmonaire. Les Polyptères L’organe respiratoire annexe de ces poissons primitifs africains est un double sac dérivé de la vessie gazeuse. Polypterus ornatipinnis Les Dipneustes Ces poissons « primitifs » d’Afrique, d’Amérique tropicale et d’Australie possèdent deux vrais poumons en forme de grands sacs allongés. Ils possèdent aussi des branchies mais elles sont réduites. Protoptère Protopterus annectens Afrique Lépidosirène Lepidosiren paradoxa Amérique du Sud 24 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Nutrition Comme pour tous les autres Vertébrés, la prise de nourriture chez le poisson s’effectue par la bouche. La forme de la bouche et de la mâchoire est caractéristique d’une famille. Elle est en relation avec le type de nourriture consommée. Source de nourriture Forme de la bouche et de la mâchoire Schéma Exemple Bouche allongée en Polypes + petits forme de pincette Les Poissons-papillons invertébrés pourvue de dents très (Chétodontidés) fines Petite bouche avec des Algues + herbes marines lèvres épaisses et dents en forme de spatules pour brouter et racler Les Poissons-chirurgiens (Acanthuridés) les algues Les mâchoires portent Branches de coraux deux plaques osseuses Les Poissons-ballons (les plaques dentaires) (Tétraodontidés) formant un bec Bouche allongée, Insectes posés sur les racines des palétuviers orientée vers le haut et sillon sur la langue pour projeter un bref jet Les Poissons-archers (Toxotidés) d’eau Petits invertébrés enfouis dans la vase Algues tapissantes + microorganismes Petits animaux posés sur le fond Bouche tubulaire terminée par un barbillon sensoriel Les Poissons-éléphants (Mormyridés) Lèvres en forme de Les Poissons-chats disque et dents cuirassés à ventouse râpeuses (Loricaridés) Plusieurs longs Les Silures sud- barbillons autour de la américains bouche (Pimélodidés) Forme de la bouche et nourriture consommée Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 25 Les différents maillons d’une chaîne alimentaire dans les récifs coralliens Les polypes qui composent les colonies de coraux sont généralement logés dans un squelette calcaire externe. Les récifs sont constitués par ces squelettes calcaires qui vont former de véritables « montagnes sous marines » d’où le nom de barrière de corail. Ce milieu est abondant en anfractuosités, en abris et est situé à une faible profondeur : ceci permet le développement d’une chaîne alimentaire assez complexe. Au sein de ce réseau alimentaire nous rencontrons : des phytophages : ils se nourrissent de végétaux ; des zoophages : ils se nourrissent d’animaux ; des omnivores : ils se nourrissent de végétaux et d’animaux ; Les poissons phytophages Ces poissons se nourrissent principalement d’algues récifales. Ce sont des brouteurs de végétaux. Mais attention ! Aucun poisson n’est strictement phytophage, tous peuvent aussi se nourrir de chair animale lorsque l’occasion se présente. Les Poissons-chirurgiens (Acanthuridés) Ils se nourrissent d’algues et d’herbes marines. Ne laissant pas le temps aux algues de se développer suffisamment, ils sont munis de dents en forme de spatules leur permettant de brouter les minces couches d’algues. Chirurgien bleu Acanthurus coeruleus Les Demoiselles (Pomacentridés) Ce sont des poissons très territoriaux. Ils défendent leur jardin d’algues contre les autres poissons brouteurs de végétaux. Demoiselle bicolore Neoglyphidodon nigroris 26 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Les poissons zoophages Les poissons prédateurs ont mis en place diverses techniques de chasse pour capturer leurs proies. Les Mérous (Serranidés) Ils se nourrissent de poissons, de Crustacés et de Mollusques. Leur technique de chasse privilégiée est l’affût. Grâce à leur capacité à changer de couleur, ils peuvent se camoufler dans les récifs en restant immobiles. Dès que des proies passent à leur portée, ils surgissent et les attrapent rapidement. Mérou bleu Epinephelus cyanopodus Les petites proies sont avalées d’un seul coup. En revanche, face à de grandes proies, les Mérous augmentent considérablement la taille de leur cavité buccale afin de les ingurgiter, leurs petites dents inclinées vers l’intérieur empêchant toute évasion. Les Balistes (Balistidés) Leur bouche est relativement petite mais elle constitue un outil redoutable car les courtes mâchoires portent chacunes huito dents puissantes et serrées. La mâchoire supérieure possède en outre une série de six dents soudées ensemble en arrière de la première rangée. Baliste Picasso Rhinecanthus aculeatus Cette bouche particulière leur permet de se nourrir d’animaux à carapace tels que des Oursins (proies très recherchées) : le poisson souffle par la bouche un jet d’eau puissant qui retourne l’Oursin ; il peut alors attaquer le côté buccal, moins protégé. Grâce à ce jet d’eau, ils peuvent aussi extraire du sol des proies enfouies. Les Poissons-ballons (Tétraodontidés) Chacune de leurs mâchoires porte deux plaques osseuses (les plaques dentaires) formant un bec puissant. Celui-ci leur permet de se nourrir d’animaux à coquille, comme les Bivalves et les Gastéropodes, ou à carapace, comme les Crustacés. Poisson-ballon tacheté Arothron nigropunctatus Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 27 Les poissons omnivores Les Poissons-anges (Pomacanthidés) La bouche puissante des Poissons-anges ressemble à celle des Poissons-chirurgiens. Ils l’utilisent pour brouter les Algues, Éponges, Tuniciers et autres organismes incrustés sur les rochers qui constituent le régime alimentaire de la plupart des espèces. Paru, Pomacanthus paru Cas particulier des poissons mangeurs de corail Les coraux sont une source potentielle de nourriture très abondante dans les récifs mais ils sont protégés par leurs cnidocystes (organes urticants contenant du poison). Malgré cette stratégie de défense, certains poissons ont développé des techniques pour s’en nourrir. Ces derniers, même s’ils sont exclusivement des prédateurs de polypes, ont un régime alimentaire quasiment omnivore : la plupart des coraux sont associés à des algues unicellulaires, les Zooxanthelles, qui vivent à l’intérieur de leurs tissus et qui sont ingérées avec les polypes… ! Les Poissons-papillons (Chaetodontidés) Ils ont une bouche allongée en forme de pincette pourvue de dents très fines. Elle leur permet de saisir les polypes ou les petits Crustacés cachés dans les ramifications des coraux. Chelmon à long bec, Chelmon rostratus Les Poissons-perroquets (Scaridés) Leurs dents fusionnées constituent un bec puissant avec lequel ils broient les coraux branchus. Ils sont parmi les premiers producteurs de sable corallien. Poisson-perroquet brun, Scarus niger, robe femelle 28 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Les différents maillons d’une chaîne alimentaire dans les eaux douces tropicales Sur Terre, les végétaux constituent le premier maillon des chaînes alimentaires. Dans les milieux aquatiques, c’est le phytoplancton (plancton végétal) qui joue ce rôle. Il est constitué d’organismes chlorophylliens microscopiques qui flottent dans l’eau. Les principaux composants du phytoplancton sont les Diatomées, les Chrysophycées, les Pyrophytes, les Chlorophytes et les algues microscopiques. Ce phytoplancton est consommé par du zooplancton (plancton animal). Celui-ci servira d’alimentation pour de nombreuses espèces de poissons et ces poissons seront ensuite mangés par d’autres espèces zoophages. Diatomée Chrysophycée Chlorophyte Les principaux composants du phytoplancton L’Amazonie : exemple d’un écosystème équatorial particulier Dans cette région, la forêt est très dense. Les petits cours d’eau sont sous le couvert, les grands sont profonds et ont une eau fortement teintée par les tanins, les acides humiques ou les limons en suspension. Ces conditions empêchent la lumière solaire de pénétrer les milieux aquatiques. Le phytoplancton ne peut donc pas se développer. Pourtant, ce sont des milieux où il existe une diversité animale très importante. Ceci est possible grâce à l’apport de matière végétale (feuilles, fleurs, fruits, etc.) issue de la forêt surplombante. De plus, durant la saison des pluies, les cours d’eau débordent et inondent la forêt. Les poissons ont alors accès à toute la matière végétale, vivante et morte, du sol forestier. Ce sont donc les végétaux forestiers qui constituent le premier maillon de la chaîne alimentaire aquatique. On comprend alors l’ampleur de la catastrophe écologique engendrée par la déforestation : la disparition quasi complète de la flore terrestre provoque celle de la faune aquatique. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 29 Quelques exemples de nutrition dans les mangroves Les Périophthalmes (Periophthalmus spp.) Ces poissons possèdent des yeux globuleux placés très haut sur la tête et indépendants l’un de l’autre. Ceci leur permet de voir simultanément dans des directions différentes d’où leur nom signifiant en grec : qui regarde autour. Ils sont capables de se déplacer sur la vase exondée à marée basse et même de grimper à plusieurs mètres de hauteur sur les palétuviers. Leurs nageoires pectorales à l’allure de petites pattes leur permettent de se déplacer hors de l’eau en sautillant ou en rampant, à la recherche d’Insectes, de vers ou de petits Mollusques. Les Poissons-archers (Toxotes spp.) Les Poissons-archers sont capables de se nourrir d’Insectes ou de Gastéropodes situés à l’extérieur de l’eau en crachant des jets d’eau forts et précis. De l’eau est maintenue sous pression dans leur bouche dirigée vers le haut. Quand un Poisson-archer « tire », ses opercules se ferment brusquement, comprimant l’eau située dans les cavités buccale et branchiale. Le jet d’eau est guidé par un sillon formé sur la langue. Les Poissons quat’z-yeux (Anableps spp.) Coupe de l’œil d’un Anableps Ces poissons ont une vision très originale. Leurs yeux sont divisés en deux par une cloison et possèdent un cristallin ovale. Ils peuvent voir simultanément au-dessus et sous la surface de l’eau. Ceci leur permet de se nourrir principalement d’Insectes qui vivent à la surface de l’eau tout en repérant d’éventuels prédateurs. 30 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Défense La pression des prédateurs a contraint les espèces proies à développer des systèmes de défense variés : Les défenses physiques Les épines De nombreux poissons utilisent les rayons durs acérés de leurs nageoires comme armes défensives. D’autres, comme les Poissons-Porcs-épics (Diodon spp.), disposent d’épines cutanées qu’ils peuvent hérisser face à un agresseur. Les poissons-chirurgiens portent des épines sur les côtés du pédoncule caudal. Ce sont des écailles modifiées pointées vers l’avant et généralement érectiles. Elles sont si tranchantes qu’on les appelle communément scalpels. Chirurgien marron Acanthurus bahianus Les dents Beaucoup d’espèces prédatrices ont une dentition impressionnante mais peu l’utilisent à des fins défensives. Les dents des Poissons-ballons, deux sur chaque mâchoire, forment une sorte de bec massif très puissant capable de venir à bout de toute coquille. Leur morsure dissuade tout malveillant. Poisson-ballon étoilé Arothron stellatus Les carapaces Poisson-vache Lactoria cornuta La stratégie du bouclier protecteur est fréquente chez les invertébrés : Bivalves, Oursins, Crustacés, notamment, ont une carapace. Cette protection est plus rare chez les Vertébrés. On pense, bien sûr, aux Tortues, mais certains poissons, en particulier les Poissons-coffres tels que les Lactoria (que l’on appelle aussi Poissons-vaches), ont développé une carapace constituée de plaques osseuses fusionnées qui englobe tout le corps. Seuls le pédoncule caudal et les nageoires ne sont pas à l’abri. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 31 La défense électrique Quelques centaines d’espèces de poissons sont capables d’émettre des décharges électriques. On les qualifie d’électrogènes. Cette électricité est produite par des organes spécialisés qui dérivent de muscles. Quelques unes produisent de fortes décharges qui peuvent être utilisées pour la défense. Chez le Malaptérure, un poisson-chat d’eau douce africain, la tension peut atteindre 400 V. Malaptérure Malapterurus electricus Les défenses chimiques Les épines venimeuses Les poissons venimeux possèdent des glandes à venin reliées à certains rayons épineux de leurs nageoires. Par exemple, chez les Rascasses, les premiers rayons durs de la dorsale et des pelviennes sont venimeux. La piqûre peut être extrêmement douloureuse mais n’affecte durablement la santé que dans de rares cas. Rascasse-poule Pterois volitans Les sécrétions vénéneuses Les poissons vénéneux, quant à eux, sécrètent des substances nocives qui peuvent intoxiquer leurs prédateurs. Les Poissons-ballons, par exemple, produisent de la tétrodontoxine au niveau de la peau et des viscères. En cas de tentative d’ingestion, l’agresseur ressent une brûlure à la bouche suivie d’une paralysie. Poisson-ballon tacheté Arothron nigropunctatus 32 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Les défenses visuelles Les poissons possèdent des cellules dermiques ou épidermiques spécialisées appelées chromatophores. Ces cellules contiennent des pigments qui colorent la peau. Les poissons des récifs coralliens sont souvent richement colorés. Ces couleurs prennent tout leur éclat à la lumière solaire, celle que l’on trouve près de la surface. À quelques mètres de profondeur, les choses sont toutes différentes. En effet, les différentes longueurs d’onde constituant la lumière solaire (les couleurs de l’arc-en-ciel) n’ont pas la même capacité à pénétrer l’eau : les rayonnements rouges sont arrêtés dès les premiers mètres alors que les bleus peuvent traverser plusieurs dizaines de mètres. Ainsi, la lumière paraît-elle rapidement d’un bleu intense lorsque l’on descend en profondeur. Rouge Jaune Vert Bleu 4-5 m 15 m 20 m 50 m Absorption des longueurs d’onde en fonction de la profondeur Les poissons qui ont une teinte rouge vif lorsqu’ils sont à la surface paraissent noirs quelques mètres plus bas, en lumière bleue. Ils sont alors totalement invisibles à l’ombre d’un surplomb rocheux. De même, les poissons jaunes sembleront verdâtres et passeront inaperçus parmi les algues. Le camouflage Le camouflage est la forme la plus connue de mimétisme. Du fait de leur immobilité, de leur aspect et leur coloration, certains poissons sont indiscernables de leur environnement. Ainsi, les Antennaires, ou Poissons-crapauds, ressemblent à s’y méprendre à des éponges marines informes : seule une observation méticuleuse permet de reconnaître en eux des poissons. Antennaire strié Antennarius striatus Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 33 Les dessins disruptifs L’alternance de bandes sombres et claires provoque une rupture de la silhouette. De ce fait, les prédateurs ont du mal à distinguer les proies rayées. Le phénomène est amplifié si celles-ci sont en mouvement ou en groupe. Les Poissons-cochers sont un bon exemple de ce type de défense. Poisson-cocher commun Heniochus acuminatus La tromperie Les prédateurs s’attaquent généralement à la tête des poissons ; ils la repèrent grâce à la pupille de l’œil. La présence d’un ocelle (faux œil) à l’arrière du corps et d’une bande sombre qui camoufle l’œil trompe l’agresseur. On rencontre fréquemment ce moyen de défense chez les Poissons-papillons, tel le Chelmon à long bec. Chelmon à long bec Chelmon rostratus Les défenses comportementales Certaines espèces de poissons ont adopté des comportements particuliers qui contribuent à les protéger des prédateurs. L’augmentation de volume En cas d’agression, les Poissons-ballons et les Poissons-Porcsépics ingurgitent rapidement une grande quantité d’eau. Cela provoque une augmentation subite de leur volume qui déroute suffisamment le prédateur pour qu’il renonce à poursuivre son attaque. Poisson-ballon tacheté Arothron nigropunctatus NB : Le Poisson-ballon figuré gonflé ci-dessus est le même que celui figuré à la page 32 dans son apparence normale. 34 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums L’enfouissement Confrontés à un prédateur, certains poissons s’enfouissent instantanément dans le sol là où ils se trouvent. D’autres se réfugient dans un terrier. Anguille de jardin tachetée Heteroconger hassi Les Anguilles de jardin vivent en colonie sur les fonds meubles et nus, chacune dans un terrier vertical d’où n’émerge au plus que la partie antérieure du corps. En cas d’alerte, toute la colonie disparaît simultanément dans le substrat. L’ancrage En cas de danger, les Balistes se réfugient dans les anfractuosités des rochers. Si un prédateur essaie de les en extirper, ils redressent les rayons épaissis de leurs nageoires dorsale et ventrale et les bloquent dans cette position grâce à un verrou osseux. Ainsi « ancrés », il est absolument impossible de les sortir de leur trou. Baliste à queue rose Melichthys vidua La symbiose La symbiose est une association entre deux êtres vivants qui profite à chacune des parties. Dans l’association Poisson-clown/Anémone de mer, chaque partenaire est protégé par l’autre. Le Poisson-clown se réfugie au sein des tentacules urticants de l’Anémone afin d’échapper à ses prédateurs. L’Anémone, quant à elle, est protégée, en particulier des Poissons-papillons, par les Poissons-clowns qui l’assimilent à leur territoire et la défendent de toute intrusion. Poisson-clown à selle Amphiprion ephippium Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 35 Reproduction Comme chez tous les Vertébrés, la reproduction des poissons est sexuée. Cela signifie qu’elle découle de la fécondation du gamète femelle (ovule) par le gamète mâle (spermatozoïde). La rencontre des deux peut avoir lieu dans l’eau (fécondation externe) ou dans l’organisme de la femelle (fécondation interne). Chez les poissons, ces deux types de fécondation peuvent être rencontrés, de même que les quatre modes de reproduction sexuée connus. Le but, lui, est unique : perpétuer l’espèce ! L’ovuliparité Chez la plupart des poissons osseux, les mâles n’ont pas d’organe inséminateur ; la fécondation n’est donc pas interne. Les gamètes (ovules et spermatozoïdes) sont libérés dans l’eau, lieu de la fécondation. Parmi les ovulipares, nous pouvons observer différentes stratégies pour mener la reproduction à terme. Ovules libérés en pleine eau et abandonnés après fécondation AUGMENTATION DE L’EFFICACITÉ REPRODUCTIVE DIMINUTION DU NOMBRE D’OVULES ET Ovules libérés dans un endroit protégé mais abandonnés après fécondation Ovules pondus dans un nid préparé à l’avance mais œufs abandonnés Ovules pondus dans un nid préparé à l’avance puis œufs protégés durant la période d’incubation par un adulte Ovules pondus dans un nid préparé à l’avance puis protection par les adultes jusqu’à la nage libre des alevins Ovules pondus dans un nid préparé à l’avance, protection par les adultes maintenue jusqu’à quelques jours à quelques semaines après la nage libre des alevins Ovules pondus dans un nid préparé à l’avance, protection par les adultes jusqu’à la nage libre suivie d’une protection buccale des alevins en cas de danger Ovules pondus dans un nid préparé à l’avance, protection par les adultes jusqu’à l’éclosion suivie d’une protection buccale dès le stade frétillant Ovules pondus dans un nid préparé à l’avance puis protection buccale dès la fécondation Fécondation buccale (comparable à la fécondation interne) 36 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Une particularité des poissons osseux ovulipares : l’hermaphrodisme consécutif Originalité au sein des Vertébrés, de nombreux poissons ovulipares sont connus pour pouvoir changer de sexe au cours de leur vie, c’est même la règle chez certaines espèces territoriales. Cette adaptation appelée hermaphrodisme consécutif assure le maintien d’une sex-ratio optimale dans la population adulte. 1°exemple : les Poissons-clowns (Amphiprion spp. et Premnas spp.) Les Poissons-clowns vivent en couple au sein de certaines Anémones de mer. La femelle est toujours plus grosse que le mâle. Autour de l’Anémone, on observe des jeunes au sexe indéterminé et des mâles subadultes. Si le mâle reproducteur disparaît, le subadulte dominant le remplace. Si c’est la femelle qui vient à disparaître, son mâle grossit et devient femelle en quelques semaines. Il est alors remplacé dans sa fonction de mâle par le subadulte dominant. Un nouveau couple vient de se former. Les Poissons-clowns sont donc toujours d’abord mâles et deviennent éventuellement femelles par la suite : on parle d’hermaphrodisme consécutif protandre. 2° exemple : les Labres-oiseaux (Gomphosus spp.) Les juvéniles deviennent d’abord femelles (phase initiale), on les reconnaît à leur livrée brunâtre. Puis, à tout âge, les femelles peuvent se transformer en mâle (phase terminale). Leur robe est alors bleue ou verte suivant les espèces. Les Labres-oiseaux sont donc toujours d’abord femelle et deviennent éventuellement mâle par la suite : on parle d’hermaphrodisme successif protogyne. Femelle (phase initiale) Mâle (phase terminale) Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 37 Chez certains poissons osseux et chez tous les Sélaciens (Raies et Requins), les mâles disposent d’un organe inséminateur ; il y a donc accouplement avec fécondation interne. Dans ce cas, trois autres modes de reproduction peuvent se présenter : L’oviparité Les ovules fécondés (œufs) sont pondus après l’accouplement. L’incubation se fait dans le milieu naturel. Exemple : Le Requin-chabot gris, Chiloscyllium griseum Comme chez tous les Sélaciens, les lobes internes des nageoires pelviennes des mâles Requin-chabot sont enroulés en forme de tubes allongés. Ces deux organes inséminateurs (ptérygopodes) sont comparables à des pénis. À la suite d’une parade nuptiale assez complexe, le mâle utilise indifféremment l’un ou l’autre ptérygopode lors de l’accouplement pour féconder la femelle. La femelle pond ensuite un à un quelques grands œufs riches en vitellus. Juste avant la ponte, les filaments adhésifs des œufs dépassent du cloaque de la femelle. Celle-ci nage alors contre le substrat pour les accrocher aux rochers. Une fois les filaments amarrés, la traction facilite l’expulsion des œufs. Œuf de requin-chabot gris L’ovoviviparité La période d’incubation a lieu dans le corps de la femelle. Les œufs éclosent peu de temps avant la ponte : il s’agit alors d’une mise bas des jeunes comme chez les vivipares. Toutefois, il n’y a pas d’échanges nutritifs entre la mère et ses jeunes durant l’incubation : ceux-ci se développent à partir de leurs réserves vitellines. Exemple : le Guppy Endlers, Poecilia sp. « Endlers ». L’organe inséminateur du mâle est constitué de la nageoire anale transformée en tube rigide, le gonopode. La viviparité Le développement a lieu dans le corps de la femelle. C’est une véritable grossesse : il n’y a pas de réserves vitellines, des échanges nutritifs entre la mère et ses petits assurent leur développement. Exemple : les Poissons quat’z-yeux, Anableps spp. Comme chez les Guppys, les mâles ont un gonopode. 38 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums LES INVERTÉBRÉS Le « groupe » des invertébrés est constitué des innombrables espèces animales qui n’ont pas de colonne vertébrale. S’il est bien pratique, ce classement n’a pas de sens d’un point de vue zoologique car il associe des animaux qui n’ont rien d’autre en commun. Voici quelques exemples de ces animaux visibles dans nos aquariums. Les Cnidaires Au sein de ce groupe, on peut observer divers coraux et Anémones de mer. La plupart des coraux sont des petits animaux simples appelés polypes qui constituent des colonies issues d’un unique polype par divisions successives. Ces colonies, de tailles et de formes très variées, sont fixées au substrat. Les Anémones, en revanche, sont solitaires. Un polype est composé de différentes parties : une sole pédieuse (seulement chez les Anémones) ; une colonne contenant la cavité stomacale et les organes génitaux ; un péristome, ou disque oral, au centre duquel s’ouvre la bouche qui sert aussi d’anus. Il est entouré d’une couronne de tentacules. De nombreux Cnidaires hébergent dans leurs tissus des algues microscopiques : les Zooxanthelles. Celles-ci apportent à leur hôte des nutriments issus de la photosynthèse. Tous les Cnidaires possèdent, au niveau de leurs tentacules, des cellules urticantes : les cnidocystes. Ces cellules sont utilisées à la fois pour la prédation et pour la défense. Lorsqu’un agresseur ou une proie s’approche des tentacules, un harpon se dévagine, pénètre dans les tissus de l’animal et injecte le poison qui a un effet paralysant. Tentacule Bouche Péristome Filament urticant Venin Cil sensible déclencheur Épines Opercule Colonne Sole pédieuse Cnidocyste dévaginé Substrat Schéma d’un polype Cnidocyste au repos Schéma de cellules urticantes (cnidocystes) Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 39 Les Hexacoralliaires Chaque polype possède un nombre de tentacules égal ou multiple de 6 ; les tentacules sont lisses. Les Actinies Ce sont des polypes solitaires à tentacules nombreux fixés au substrat rocheux par leur sole pédieuse. Les Anémones de verre (Aiptasidés) Ces Anémones se déplacent par « culbute » en pliant la colonne et le péristome puis en décollant la sole pédieuse. À chaque déplacement, de minuscules lambeaux restent en périphérie de l’ancien emplacement de la sole pédieuse. Chaque lambeau régénérera une nouvelle Anémone : c’est une reproduction asexuée. Anémone de verre Aiptasia sp. Les Anémones à clowns (Stichodactylidés) Ces Anémones vivent en symbiose avec les Poissons-clowns. Cette symbiose permet à chaque partenaire d’être protégé par l’autre. Le Poisson-clown se protège des prédateurs en se cachant dans les tentacules urticants de l’Anémone et défend son hôte contre les poissons mangeurs d’Anémones. Anémone-bulles Entacmaea quadricolor En se frottant contre les tentacules, le Poisson-clown s’immunise. Il va se protéger des cellules urticantes en enduisant son corps du mucus de l’Anémone. Ce mucus contient une substance inhibitrice contre le venin des cellules urticantes. Les Cérianthes La colonne des Cérianthes est entourée d’un tube muqueux. Contrairement à celle des Anémones de mer, elle ne se termine pas par une sole pédieuse mais par une pointe fouisseuse. On trouve les Cérianthes dans les zones vaseuses ou sableuses dans lesquelles ils vivent partiellement enfouis. Cérianthe Cerianthus sp. 40 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Les Zoanthaires Les Zoanthaires forment par divisions des colonies de petits polypes au disque oral bordé de tentacules. Ces polypes sont généralement reliés entre eux par du tissu vivant, comme chez les coraux, mais ils n’ont pas de squelette. Zoanthus pulchellus Les Corallimorphaires Encore appelés Anémones-disques, les Corallimorphaires sont plutôt proches des coraux durs, même s’ils n’ont pas de squelette. Ils présentent un disque oral très étalé, lisse ou couvert de tentacules courts, porté par une colonne réduite. Les polypes forment des colonies denses mais ne sont que rarement connectés entre eux. Discosoma sp. Généralement incapables de capturer une proie, ils se nourrissent des nutriments synthétisés par leurs Zooxanthelles. Les Scléractiniaires Autrefois nommés madrépores, on les appelle aussi coraux durs. Les polypes forment des colonies et fabriquent un squelette commun dont la forme varie avec l’espèce. La plupart des espèces tropicales vivent en symbiose avec des Zooxanthelles. Cette association permet notamment une croissance plus rapide du squelette calcaire. Les récifs coralliens sont constitués de l’accumulation de ces squelettes ; on peut donc dire que ces coraux construisent les récifs. On parle de coraux hermatypiques (voir le chapitre sur les récifs coralliens). Acropora sp. Symphyllia sp. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Turbinaria sp. 41 Les Octocoralliaires Chaque polype possède huit tentacules qui portent de minuscules appendices appelés pinnules. Les Stolonifères Ces Octocoralliaires tirent leur nom de l’aspect des lames de tissu qui relient les polypes et qui rappellent souvent un enchevêtrement de stolons. Les colonies sont rampantes et, à l’exception du Corail-tuyau d’orgue (Tubipora musica), n’ont pas de squelette. Clavularia sp. Les Gorgones Les polypes constituent des colonies et sécrètent un squelette corné dont la forme diffère suivant l’espèce. Les Gorgones les plus connues ont une forme d’éventail. Elles s’étendent perpendiculairement aux courants dans lesquels les polypes capturent leurs proies microscopiques. Plexaurella sp. D’autres, plutôt rameuses, vivent en symbiose avec des Zooxanthelles qui leur fournissent une partie des nutriments qu’elles synthétisent. On les trouve essentiellement dans les récifs coralliens des Caraïbes. Les Alcyonaires Les colonies, de formes variées, sont soutenues par une multitude de minuscules éléments calcaires, les spicules, dispersés dans les tissus. L’absence de squelette cohérent a conduit à les appeler coraux mous par opposition aux Scléractiniaires. Certaines espèces Zooxanthelles. vivent Sarcophyton sp. 42 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums en symbiose avec des Les Mollusques Bivalves Ce sont des animaux dont le corps mou est protégé par deux coquilles appelées valves. Celles-ci sont articulées par une charnière et un ligament. Un muscle adducteur referme les valves l’une sur l’autre lorsqu’il se contracte. Les Bivalves se nourrissent par filtration. Ils possèdent un siphon qui permet à l’eau de rentrer par aspiration puis de circuler à travers les branchies où le dioxygène et les nutriments sont extraits. Cette eau est ensuite rejetée par un autre siphon. Les Bénitiers Une partie de leur corps, le manteau, est très développée. Il dépasse de la coquille et a un aspect drapé. Ces animaux, comme tous les Bivalves, se nourrissent par filtration, mais ceci représente une part infime de leur alimentation. La majorité des éléments nutritifs est apportée grâce à la photosynthèse réalisée par les Zooxanthelles présentes dans le manteau de l’animal. Bénitier géant Tridacna gigas Les Annélides Ce sont des vers segmentés formés d’une série d’anneaux successifs appelés métamères. Le corps présente trois régions : la tête : elle porte les principaux organes sensoriels et la bouche ; le tronc : il est composé de nombreux métamères qui portent latéralement une paire d’expansions, les parapodes, à rôle locomoteur ; le pygidium : il porte l’anus dans sa partie terminale. Les Sabelles Ce sont des Annélides sédentaires qui vivent dans un tube. Ce tube est constitué de mucus imprégné de vase. Ces animaux portent au niveau de leur partie supérieure des branchies formant un panache. Ce panache filtre l’eau afin de capter l’oxygène et les particules alimentaires en suspension. Il peut rapidement être rétracté dans le tube en cas de danger. Sabelle Sabellastarte sp. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 43 Les Arthropodes Les Arthropodes regroupent les animaux ayant un squelette externe chitineux, un corps segmenté et dont les membres et appendices sont formés d’éléments articulés. À eux seuls, ils constituent environ 80% de l’ensemble des espèces animales. Dans les milieux terrestres, ils sont notamment représentés par les Insectes, plus d’un million d’espèces, les Araignées et les Scorpions. Voici quelques exemples de ceux que l’on peut rencontrer dans les milieux aquatiques. Les Crustacés Le corps des Crustacés est recouvert d’une carapace chitineuse imprégnée de calcaire (Crustacé vient du latin crusta qui signifie croûte) et il est divisé en trois segments. Nous pouvons distinguer : la tête (le céphalon) le thorax (le péreion) l’abdomen (le pléon) Chez la plupart des Crustacés, la tête et le thorax fusionnent formant le céphalothorax. De plus, leur corps porte des appendices articulés, spécialisés en fonction de l’endroit où ils se situent. Céphalothorax Tête Rostre Thorax Abdomen Œil Antennules Maxillipèdes (pattes-mâchoires) Telson Uropodes Nageoire caudale Antenne Péreiopodes (pattes ambulatoires) Pléopodes (pattes natatoires) Anatomie d’un Crustacé Le plus souvent, les sexes sont séparés et la reproduction est sexuée. Le développement s’effectue à travers une série de mues dont le premier stade caractéristique est la larve nauplius. 44 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums La Crevette nettoyeuse, Lismata amboinensis Cette crevette apprécie les anfractuosités. Elle se tient généralement sur le seuil, surveillant les alentours. Lorsqu’un gros poisson se présente, elle se précipite sur lui. Non pas pour le manger mais pour lui rendre le service qu’il est venu demander : le débarrasser de ses parasites ou nettoyer ses plaies. C’est ainsi qu’elle se nourrit. La Langouste ornée, Panulirus versicolor Elle est difficile à voir car elle apprécie les cachettes sombres sécurisantes. Elle consomme toutes sortes de nourriture, elle est principalement détritivore. Le Bernard-l’ermite à pattes bleues, Calcinus elegans Contrairement aux autres Crustacés, les Bernard-l’ermite possèdent un abdomen mou qu’ils cachent dans une coquille d’escargot vide qu’ils s’approprient. Au fur et à mesure de leur croissance, ils changent de coquille. Certains Bernard-l’ermite peuvent vivre en symbiose avec une Anémone de mer du genre Calliactis qu’ils collent à leur coquille. L’Anémone protège le Bernard-l’ermite des éventuels prédateurs et, grâce aux multiples déplacements du Crustacé, elle trouve plus facilement sa nourriture. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 45 Les Limules Les Limules peuplaient déjà les mers au Cambrien. Il en subsiste actuellement cinq espèces. Elles constituent à elles seules le groupe des Mérostomes qui, associé aux Arachnides (Araignées et Scorpions), forme les Chélicérates. Elles sont donc plus proches des Araignées que des Crustacés. Leur corps est divisé en trois parties : le céphalothorax protégé par une carapace dorsale en forme de sabot de cheval. Il porte, en face ventrale, une paire de chélicères (crochets articulés) et cinq paires de pattes terminées par des pinces ; l’abdomen, qui présente aussi une carapace dorsale, porte, en face ventrale, une paire d’appendices génitaux et cinq paires de branchies à rôles respiratoire et natatoire ; le telson (segment postérieur) en forme de longue pointe rigide. Les Limules vivent sur les fonds meubles peu profonds bordant les côtes orientales de l’Amérique du Nord et de l’Asie. Elles sont souvent enfouies dans le sable, ne laissant affleurer que leurs yeux composés situés sur le dessus de la carapace thoracique. Elles se nourrissent de Mollusques et de vers qu’elles dénichent dans le sable. Au moment de la reproduction, elles sortent de l’eau et envahissent par milliers certaines plages du Japon et des États-Unis pour pondre dans le sable humide. Limule américaine, Limulus polyphemus 46 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Les Échinodermes Échinoderme vient du grec et signifie « peau de hérisson ». Les Échinodermes existent depuis plus de 500 millions d’années. On en compte actuellement environ 7 000 espèces. Ils ont colonisé toutes les mers, à toutes les latitudes et à toutes les profondeurs. Ce groupe renferme différents animaux qui possèdent tous une symétrie pentaradiaire (symétrie d’ordre 5). Les Étoiles de mer Ces animaux en forme d’étoile possèdent 5 bras ou un multiple de 5 bras. Sous chaque bras se trouvent des rangées de podia utilisés pour le déplacement et la capture de la nourriture. L’anus se situe au dessus, en position centrale, et la bouche est à l’opposé, sous l’animal. Linckia laevigata (face ventrale) Les Étoiles de mer se nourrissent généralement de Mollusques bivalves mais certaines sont détritivores ou phytophages. Lorsqu’elles ont débusqué une proie, elles font sortir leur estomac et le plaquent contre la chair de l’animal afin de le digérer. Lors de leur déplacement, un bras sert de gouvernail pour donner la direction et les podia sont utilisés successivement comme une foule de petites échasses. Protoreaster lincki Étoile de mer épineuse Acanthaster planci Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums 47 Les Oursins Ces animaux ont un corps sphérique ou aplati protégé par un squelette externe. Ce squelette est formé par un assemblage de plaques calcaires. Il est recouvert d’épines protectrices articulées et d’appendices, les podia. L’anus se situe sur le dessus, en position centrale, et la bouche est à l’opposé, sous l’animal. Les Oursins sont généralement omnivores. Leur bouche comprend un arrangement de cinq dents appelé « lanterne d’Aristote » qu’ils utilisent pour râper les algues et autres matières organiques sur les rochers. Ils se déplacent grâce à leurs podia et à leurs piquants. L’Oursin-crayon, Heterocentrotus sp. Son nom, Oursin-crayon, lui vient de ses robustes piquants rappelant par leur forme un crayon. Ces piquants lui permettent de se déplacer et de se protéger des prédateurs, en particulier en se bloquant au fond d’une anfractuosité pendant ses périodes de repos. Il est surtout actif la nuit. L’Oursin-diadème, Diadema setosum Les piquants très longs, effilés et cassants constituent une protection redoutable. Si un prédateur les effleure, l’Oursin les agite rapidement en tous sens ce qui rend toute approche impossible et augmente le risque d’être piqué. La protection est si efficace que d’autres animaux en profitent : de petits poissons, Crabes et Crevettes trouvent refuge entre les piquants. Les Holothuries Ces animaux ont une forme cylindrique qui leur a valu le nom de Concombre de mer, avec la bouche à une extrémité et l’anus à l’autre. Au niveau de leur bouche, ils possèdent des tentacules ramifiés qu’ils peuvent dévaginer. Cela leur sert pour capter les particules organiques dont ils se nourrissent, soit en ingurgitant du sédiment, soit en filtrant l’eau. Holothurie pointillée Isostichopus badionotus 48 Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums LIVRET AQUARIUMS MUSÉUM-AQUARIUM de NANCY Quatrième édition, tirée à 800 exemplaires en janvier 2011 Conception et réalisation : Anne-Sophie BOULLY, Christian WILLIG et Marlène PROST, département des publics du Muséum-Aquarium de Nancy, assistés de Laurent FORDOXCEL, département des aquariums du Muséum-Aquarium de Nancy, et de Pierre-Antoine GÉRARD, directeur du Muséum-Aquarium de Nancy. Photographies : Bruno ALENDA, département des publics du Muséum-Aquarium de Nancy. Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums Muséum-Aquarium de Nancy, livret aquariums
