CM1 OVIV2013

Bases systématiques
&
Organisation du vivant
Sébastien Dugravot
bat 25 – 4ème étage
[email protected]
http://perso.univ-rennes1.fr/sebastien.dugravot
Organisation de la partie
« zoologie »
Enseignements
•3 x 2h de Cours magistraux : CM 1 = 5 Nov ; CM2 = 12 Nov ; CM3 = 20 Nov
• 5 x 2h de Travaux dirigés : du 18 Nov au 20 Décembre
Contrôles continus :
• QCM vendredi 13 décembre
• 1 dessin de TD noté
Documents à récupérer
• Polycopié du cours avec schémas plans d’organisation
• Pdf des 3 CMs
• Exams blancs
http://perso.univ-rennes1.fr/sebastien.dugravot
http://perso.univ-rennes1.fr/denis.poinsot
Rappel
Groupe monophylétique
« ancêtre commun hypothétique et tous ses descendants »
D
C
B
A
D
C
B
A
Ancêtre
Ancêtre
Groupes monophylétiques
Ancêtre
Groupe paraphylétique
Exemples de groupes
paraphylétiques chez
les vertébrés
« Poissons » & « Reptiles » :
Pas de signification phylogénétique,
paraphylétique : 1 ancêtre et une
partie seulement de ses descendants
Exemples de groupes
paraphylétiques chez
les vertébrés
« Poissons » & « Reptiles » :
Pas de signification phylogénétique,
paraphylétique : 1 ancêtre et une
partie seulement de ses descendants
Exemples de groupes
paraphylétiques chez
les vertébrés
« Poissons » & « Reptiles » :
Pas de signification phylogénétique,
paraphylétique : 1 ancêtre et une
partie seulement de ses descendants
L’arbre du vivant... a perdu ses racines !!
Hier :
Aujourd’hui :
cinq règnes, hiérarchisés
trois « domaines », de même rang
Plantes
Animaux.. Champignons
Animaux
Animaux
Protistes
Eubactéries
Archées
Arbre phylogénétique
des eucaryotes
Les « Protistes »
= ce n’est pas un groupe
monophylétique !
Métazoaires = Animaux
Pluricellulaires
Hétérotrophes
Diploïdes, cellules reproductrices haploïdes
Mais aussi...
Mobiles (au moins au stade larvaire)
Cellule reproductrice mâle = spermatozoïde
Collagène dans la matrice extra-cellulaire
Cellules nerveuses (neurones)
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
ROTIFERES PLATHELMINTHES
MOLLUSQUES
ANNELIDES
NEMATODES
ARTHROPODES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
Lophotrochozoaires
Ecdysozoaires
Protostomiens
CNIDAIRES
Deutérostomiens
CTENOPHORES
PORIFERES
Bilatériens
Eumétazoaires
Métazoaires
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
ROTIFERES PLATHELMINTHES
MOLLUSQUES
ANNELIDES
NEMATODES
ARTHROPODES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
Lophotrochozoaires
Ecdysozoaires
Protostomiens
CNIDAIRES
Deutérostomiens
CTENOPHORES
PORIFERES
Bilatériens
Eumétazoaires
Métazoaires
Emb.
Porifères
=
Généralités
Etymo : lat. porus (pore) ferare (porter) – 10 000 sp.
- Groupe clé pour le passage à un état pluricellulaire
- 3 classes regroupées sur des critères morpho mais…groupe non monophylétique ?
4 clades avec pour origine un
ancêtre unicellulaire différent ?
Fixé sur le fond, pas de
mouvement mais filtration
de l’eau en permanence
Larve d’éponge
Cellules ciliées = précurseurs des choanocytes
Fécondation ou Bourgeonnement
Emb.
Porifères : Plan d’organisation
Absorption des particules
alimentaire par
phagocytose
cil
Villosité
Courant sortant
Pore exhalant
Choanocyte
Courant entrant
Porocyte
A
T
R
I
U
M
Cil
Spicule
200 µm
Emb..
Emb
Porifères : Démosponges
- Groupe majoritaire dans le phylum des Porifères (8000 sp.)
- Présentes dans tous les environnements aquatiques
- Squelette formé de spicules siliceux (1 à 4 pointes) + collagène
- Structure généralement complexe
Spongilla fluviatilis éponge d’eau douce
Spongia officinallis
= Éponge de toilette
Emb..
Emb
Porifères : Hexactinelles
- Éponges de verre (1000 esp. connues)
- Squelette siliceux
- Spicules à 3 axes principaux et 6 pointes
- Strictement marines en eau profonde
Éponge à crevettes Euplectella aspergillum
Emb..
Emb
Porifères : Éponges calcaires
- Squelette calcaire (1000 esp. connues)
- Strictement marine en eau peu profonde
- Spicule calcaire non différencié
- Organisation simple
Sycon raphanus
Sycon sp.
Grantia compressa
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
ROTIFERES
PLATHELMINTHES
MOLLUSQUES
ANNELIDES
NEMATODES
ARTHROPODES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
Lophotrochozoaires
Ecdysozoaires
Protostomiens
CNIDAIRES
Deutérostomiens
CTENOPHORES
PORIFERES
Bilatériens
Eumétazoaires
Métazoaires
Emb.
Cnidaires : Généralités
Etymo : Gr. Cnide (ortie) - 9000 sp. en 4 clades
Présence de cnidocytes = cellules urticantes
Cil sensitif
Harpon dévaginé
Alternance phase polype et phase méduse
Endoderme
Mésoglée
Ectoderme
Emb.
Cnidaires : Plan d’organisation
Deux feuillets, et de la gelée au milieu !
Mésoglée
Cnidocyte :
cellule
urticante
Hydra sp.
Cavité
digestive
Extérieur
(eau)
Ectoderme
Endoderme
Emb..
Emb
Cnidaires : Hydrozoaires
Phase polype, fixée et asexuée,
Phase méduse libre, sexuée (sauf... hydres)
Certaines espèces sont coloniales
méduse
Hydres :
reproduction par bourgeonnement
Polype
planula
Physalia physalis
Emb..
Emb
Cnidaires : Scyphozoaires
Phase polype brève
Phase méduse longue
méduse
Bras oraux
Aurelia sp.
Bouche
planula
polype
Pelagia sp.
Emb..
Emb
Cnidaires : Cubozoaires
Groupe peu diversifié, qlq esp seulement
Méduse de grande taille avec ombrelle cubique
4 groupes de tentacules situés aux 4 coins
Chironex = la main qui tue
« la guêpe de mer »
Venin capable de tuer
jusqu’a 60 personnes
Au large des cotes
australiennes
Chironex fleckeri
Emb..
Emb
Cnidaires : Anthozoaires
Etymo : Anthos = fleur – 6000 esp.
Perte du stade méduse donc vie fixée
Exclusivement marins
Corps divisé par 6 cloisons = Hexacoralliaires ou 8 cloisons Octocoralliaires
Anemonia viridis
Corallium rubrum
Emb..
Emb
Cnidaires : Anthozoaires
Hexacoralliaires Actinaria
Anémone de mer (Actinie)
Fixée au substrat par un muscle = disque pédieux
Disque oral entouré de nombreux tentacules
Symétrie de type 6 = hexacoralliaires
Prédateur
Actinia equina
Disque
oral
Mutualisme anémone / poisson clown
Disque pédieux
Cnidaires : Anthozoaires
Hexacoralliaires Scleractinia
Corail dur
Vie coloniale (différent des anémones)
Squelette constituant les récifs coralliens
Symétrie de type 6 = hexacoralliaires
Diploria labyrinthiformis
Répartition des récifs coralliens dans le monde
Acropora cervicornis
Cnidaires : Anthozoaires
Octocoralliaires = Alcyonaria
Corail, Gorgone, Plume de mer
8 tentacules
Symétrie de type 8 (=8 cloisons)
Tentacules avec ramifications plumeuses
muricea sp.
8 tentacules
8 cloisons
Plume de mer
Gorgonnia sp.
Squelette utilisé en joaillerie
dans le cas du Corail rouge
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
ROTIFERES
PLATHELMINTHES
MOLLUSQUES
ANNELIDES
NEMATODES
ARTHROPODES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
Lophotrochozoaires
Ecdysozoaires
Protostomiens
Deutérostomiens
CNIDAIRES
CTENOPHORES
PORIFERES
Bilatériens
Eumétazoaires
Métazoaires
Emb.
Cténophores
Etymo : Gr. Ctenos (peigne) et Phorein (porter) - 150 sp.
Présence de colloblastes = cellules collantes capturent les proies
Petite taille et majoritairement planctonique
Pas de cellules urticantes (différents des Cnidaires)
Mertensia ovum
« peignes » = rangées de cils qui battent de façon
synchrone
Emb.
Cténophores
Colloblastes
Granule adhésif
Vrille
Treille sur laquelle
s’enroule la vrille
Vue en coupe du
colloblaste
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
ROTIFERES
PLATHELMINTHES
MOLLUSQUES
ANNELIDES
NEMATODES
ARTHROPODES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
Lophotrochozoaires
Ecdysozoaires
Protostomiens
Deutérostomiens
Bilatériens
CNIDAIRES
CTENOPHORES
PORIFERES
Eumétazoaires
Métazoaires
Animal à symétrie rayonnée
Exemple: Cnidaire
Bilatérien :
Une droite, une gauche
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
ROTIFERES
PLATHELMINTHES
MOLLUSQUES
ANNELIDES
NEMATODES
ARTHROPODES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
Lophotrochozoaires
Ecdysozoaires
Protostomiens
Deutérostomiens
CNIDAIRES
CTENOPHORES
PORIFERES
Bilatériens
Eumétazoaires
Métazoaires
LES PROTOstomiens
« Ceux dont la bouche
se forme en PREMIER »
Le blastopore
deviendra...
une bouche
un anus
PROTOstomiens
PROTO
stomiens
DEUTEROstomiens
DEUTERO
stomiens
Lecointre & Le Guyader :
Classification phylogénétique du vivant
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
ROTIFERES
PLATHELMINTHES
MOLLUSQUES
ANNELIDES
NEMATODES
ARTHROPODES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
Lophotrochozoaires
Ecdysozoaires
Protostomiens
CNIDAIRES
Deutérostomiens
CTENOPHORES
PORIFERES
Bilatériens
Eumétazoaires
Métazoaires
LOPHOTROCHOZOAIRES
Lophophore :
panache de tentacules
Bouche
Larve
trochophore
Anus
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
PLATHELMINTHES
MOLLUSQUES
ANNELIDES
ROTIFERES
NEMATODES
ARTHROPODES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
Lophotrochozoaires
Ecdysozoaires
Protostomiens
CNIDAIRES
Deutérostomiens
CTENOPHORES
PORIFERES
Bilatériens
Eumétazoaires
Métazoaires
Emb.
Rotifères
Etymo : Lat. rota (roue) et fere (porter) - 1800 sp. - < 2 mm
Triploblastique en forme de trompette sphérique ou cylindrique
Couronne de cils sur région antérieure
Vie planctonique en eau douce
bouche
« roue » de cils
TD
oeil
TD
oeil (unique)
« pied »
Anus
Emb.
Rotifères
Etymo : Lat. rota (roue) et fere (porter) - 1800 sp. - < 2 mm
Triploblastique en forme de trompette sphérique ou cylindrique
Couronne de cils sur région antérieure
Vie planctonique en eau douce
Bouche
Mastax
Pied
Orteil
Couronnes de
cils
Anus
TD
Protonéphridie
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
ROTIFERES
MOLLUSQUES
ANNELIDES
NEMATODES
ARTHROPODES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
PLATHELMINTHES
Lophotrochozoaires
Ecdysozoaires
Protostomiens
CNIDAIRES
Deutérostomiens
CTENOPHORES
PORIFERES
Bilatériens
Eumétazoaires
Métazoaires
Emb.
Plathelminthes
Etymo : Gr. Platus (large, plat), helmins (ver) – 13780 sp. en 4 clades
Triploblastiques acoelomates – TD aveugle
App. excréteur et SN simple - Ni app. resp. ni app. Circ
4 clades principaux : Turbellariés, Cestodes, Trématodes, Monogènes
Emb..
Emb
Plathelminthes : Turbellariés
Les planaires (triclades)
Vie libre en eau douce (bio indic)
Carnivore
Organes sensoriels et locomoteur (ocelles, soies)
mésoderme
endoderme
ectoderme
TD
TD très ramifié
yeux
pharynx
ramifications
des gonades
Emb..
Emb
Plathelminthes : Cestodes
crochets
ventouse
Ex : Taenia solium
scolex
Proglottis
Proglottis
gravide
Pas de TD
(osmose)
Emb..
Emb
Plathelminthes : Trématodes
bouche
Les douves
Tous parasites internes
vertébrés au stade adulte
des
Perte des organes sensoriels et
locomoteurs
Transformation
usine à oeufs
en
Ventouse orale
pharynx
ventouse
TD
véritable
utérus
Nécessite un hôte intermédiaire
(= mollusque) dans le cycle de
développement
Dimension: autour
de 2 cm
Fasciola hepatica
Emb..
Emb
Plathelminthes : Trématodes
(la petite douve du foie)
Hôte définitif
Douve adulte
Ingestion
métacercaires
œuf
Fèces
sporocystes
I et II
Ingestion
Mucus
Hôte intermédiaire 2
cercaires
Ingestion
miracidium
Hôte intermédiaire 1
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
ROTIFERES
PLATHELMINTHES
MOLLUSQUES
ANNELIDES
NEMATODES
ARTHROPODES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
Lophotrochozoaires
Ecdysozoaires
Protostomiens
CNIDAIRES
Deutérostomiens
CTENOPHORES
PORIFERES
Bilatériens
Eumétazoaires
Métazoaires
Emb.
Annélides
Etymo : Lat. annulus (anneau) – 14 000 sp. en 3 clades
Corps divisé en métamères (presque) tous semblables
Coelome : cavité remplie de liquide formant ici un squelette hydrostatique
(point d’appui des muscles)
Tube digestif complet
Système circulatoire clos (= seul phylum chez les protostomiens)
Larve de type trocophore
Schizocoelome
Endoderme
Ectoderme
Mesoderme
cavitation
Emb.
Annélides
Etymo: Lat. annulus (anneau) – 14 000 sp. en 3 clades
Corps divisé en métamères (presque) tous semblables
Coelome : cavité remplie de liquide formant ici un squelette hydrostatique
(point d’appui des muscles)
Tube digestif complet
Système circulatoire clos (= seul phylum chez les protostomiens)
Larve de type trocophore
Vaisseaux principaux
Réseau de capillaires
Couronne de cils
locomoteurs
Tube digestif
Bouche
Anus
Syst circulatoire
Larve trocophore
Emb..
Emb
Annélides : Polychètes errantes
vers « poilus », rapides et méchants !!
Parapode portant des soies
Tête bien individualisée
Mâchoire
Perinereis cultrifera
Emb..
Emb
Annélides : Polychètes sédentaires
(tubicoles)
Panache branchial lamellaire
« Récifs » formés par des
tubes de polychètes
(baie du Mont Saint-Michel)
parapodes
Sabelle
Hermelles
Emb..
Emb
Annélides : Oligochètes =
vers de terre ou… d’eau
Clitellum
Sous ordre des Lumbricina = 5000 esp. décrites !!
Emb..
Emb
Annélides : Achètes = sangsues
650 Esp.
Ventouse
postérieure
Ventouse antérieure
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
ROTIFERES
PLATHELMINTHES
MOLLUSQUES
NEMATODES
ARTHROPODES
ANNELIDES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
Lophotrochozoaires
Ecdysozoaires
Protostomiens
CNIDAIRES
Deutérostomiens
CTENOPHORES
PORIFERES
Bilatériens
Eumétazoaires
Métazoaires
Emb.
Mollusques
Etymo : lat. mollis (mou) - > 100 000 sp. en 8 clades
Manteau
Radula
Pied
Emb..
Emb
Mollusques : Polyplacophores = chitons
860 sp. toutes marines
généralement au niveau
de la zone interdidale
Huit plaques
sur le dos
5cm de longueur
Emb..
Emb
Mollusques : Gastéropodes
40 000 esp. - marins, dulcicoles, terrestres
Pied ventral et différencié en sole de reptation
Torsion de 180° (ou 90° chez opistho) de la masse viscérale = perte de la symétrie
Processus de torsion de la masse viscérale
bouche
anus
bouche
anus
Prosobranche ; Patelle
bouche
Opisthobranche ; Aplysie
Pulmoné ; Escargot
Emb..
Emb
Mollusques : Gastéropodes Prosobranches
Les branchies sont situées à l’avant (Pro)
Patelle, Murex, Paludine…
Attention : Groupe probablement paraphylétique
Murex brandaris
Patella vulgata
Viviparus viviparus (paludine)
Emb..
Emb
Mollusques : Gastéropodes Opisthobranches
Les branchies sont situées à l’arrière
(Opistho)
Branchies internes ou externes
Coquille présente, réduite ou absente
Coquille réduite chez l’Aplysie ou Lièvre de mer
Coquille toujours
absente chez les
Nudibranches (=
limace de mer)
Coquille présente chez
Acteon tornatilis
Emb..
Emb
Mollusques : Gastéropodes Pulmonés
Conquête du milieu terrestre = Respiration pulmomée (limaces, escargots)
Poumon = cavité palléale richement vascularisée + pneumostome
Retour à la vie aquatique pour certains (limnées, planorbes)
pneumostome
pneumostome
Cepea sp.
Arion rufus
Pas de poumon
chez Ancylus
Planorbarius sp.
Limnea truncatula
Emb..
Emb
Mollusques : Lamellibranches (bivalves)
Coquille formée de 2 valves et aplatie latéralement
Tête absente et perte de la radula
Pied fouisseur réduit ou absent
Branchies = respiration + alimentation
Siphon inhalant et exhalant
Arrière
exhalant
Avant
inhalant
Moules sauvages fixées au
substrat grâce au byssus
Emb..
Emb
Mollusques : Scaphopodes
Coquille cylindrique percée de 2 orifices
Pied fouisseur contractile
Tentacules sécréteurs agglutinant les proies
Marins uniquement – enfouis dans le sable
Les Dentales
Emb..
Emb
Mollusques : Céphalopodes
Pied muni de tentacules vers l’avant
Bouche munie d’un bec de perroquet
Tête distincte de la masse viscérale
Processus de cérébralisation
Cavité
palléale
Calmar géant: Architeutis sp
Une légende devenue réalité !!!
.
Pièces cornées
en forme de bec
Arbre phylogénétique simplifié des principaux embranchements de Métazoaires
CHORDES
ROTIFERES
PLATHELMINTHES
MOLLUSQUES
ANNELIDES
NEMATODES
ARTHROPODES
ECHINODERMES
BRYOZOAIRES
Lophotrochozoaires
Protostomiens
Ecdysozoaires
Deutérostomiens
CNIDAIRES
CTENOPHORES
PORIFERES
Bilatériens
Eumétazoaires
Métazoaires
Emb.
Bryozoaires = Ectoproctes
Etymo : Gr bryon (mousse) zoe (animal) – 4500 esp.
ektôs (en dehors) proctôs (anus)
Triploblastiques coelomates (rien à voir avec les cnidaires)
Vivent dans loges successives formant des colonies
Zoïde généré par bourgeonnement d’1 seul individu
Marins ou dulcicoles
Lophophore rétractile
tentacule urticant
armé de cnidocytes
une seule
ouverture
tentacule cilié
non urticant
bouche
anus
ectoderme
Mésoglée
(gelée)
Muscle
(mésoderme)
cavité
digestive
Plan
d’organisation
d’un Cnidaire
endoderme
Plan
d’organisation
d’un Bryozoaire
Emb.
Bryozoaires = Ectoproctes
muscles rétracteurs
Le corps du zoïde est abrité dans une
boite chitineuse ou chitino-calcaire