LES ECHINODERMES
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LES ECHINODERMES INTRODUCTION LES DIFFÉRENTES ESPÈCES : LES ETOILES LES HOLOTHURIES LES CRINOÏDES LES OPHIURES LES OURSINS ETYMOLOGIE : Echinodermes vient du grec « echinos » qui veut dire Hérisson et de « derma »la peau Les échinodermes sont des deutérostomiens et constitue un des embranchements les plus originaux du règne animal du fait de 3 caractères fondamentaux: - un endosquelette formé de plaques ou de spicules calcaires - une symétrie radiaire pentamètrique -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 STEREOME Le squelette est généralement constitué de juxtapositions de 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. Elles sont constituées en réseau (stéréome) dans le quel vont passer les fibres musculaires et ligamentaires . Leur 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 partie d'un animal sont organisées concentriquement autour d'un axe oral-aboral, permettant ainsi à plusieurs plans imaginaires passant par cet axe de diviser l'animal en deux pour créer des moitiés symétriques. La surface du corps des échinodermes est 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 situe en général sur la face orale. Ces organismes possèdent une grande capacité à régénérer leur endosquelette, les piquants, les épines, les pédicellaires et les téguments abîmés suite à une mutilation réflexe (autotomie) ou à une attaque par un prédateur Les échanges respiratoires et 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 contre-courant permettant une plus grande diffusion. Les pieds ambulacraires forment également une surface d'échange. Les tissus internes, toutefois, ne sont pas en contact direct avec l'eau de mer. Le système aquifère dont la surface interne est ciliée, 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. 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 qu'elles, comme les moules et les huîtres. Elles arrivent à entrouvrir la coquille de ces mollusques en se servant de leurs pieds ambulacraires, et évaginent ensuite leur estomac cardiaque à l'intérieur de la coquille de leur proie. Les enzymes digestives produites par l'estomac digèrent et liquifient les tissus de la proie, et la "soupe" produite est aspirée à l'intérieur du tube digestif de l'étoile de mer où la digestion se poursuit (dans l'estomac pylorique et les caeca). Le tube digestif se ramifie dans les bras de l'étoile de mer, et cette ramification favorise le transport des éléments nutritifs vers toutes les parties de l'animal. Fig. 7. - Appareil digestif dune Astérie pour montrer ses glandes annexes. - a, estomac; b, appendices coecaux situés à la face supérieure de l'estomac (organes excréteurs); e, coecums rameux de l'estomac à l'état de distension ; d, les mêmes dans leur état normal, mais ouverts. Les oursins, de la classe des Echinoïdes, sont des brouteurs qui se nourrissent des algues de la zone littorale des océans. Les membres de cette classe possèdent une structure caractéristique, 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 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 et d'enrober à nouveau les tentacules de mucus. Lanterne d’aristote d’un oursin 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. 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). Ce réseau de tubules part du madrépore et rejoint le canal circulaire. De là, le canal circulaire se ramifie dans chacun des bras en canal radial. Tout le long des bras se trouvent de petits canaux, les canaux ambulacraires qui mènent aux pieds ambulacraires. Canal ambulacraire Canal qui 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 Les pieds ambulacraires 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. Le liquide contenu dans le système aquifère est légèrement hyperosmotique à l'eau de mer ce qui réduit les chances d'une perte de pression dans le système. Fig. 5. - Anneau et troncs nerveux d'un Oursin. - a, oesophage coupé en travers; b, fond de la cavité buccale; c, bandelettes qui relient les extrémités des pyramides de l'appareil masticateur; d, commissures nerveuses formant autour de l'œsophage un anneau pentagonal; e, troncs nerveux. La plupart des Échinodermes actuels sont mobiles, mais à peine! 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. LA REPRODUCTION La reproduction des Échinodermes est sexuelle, mais certains types se multiplient aussi par scissiparité, ce qui est en rapport avec la faculté que beaucoup d'entre eux possèdent, à un haut degré, de reproduire les parties du corps qu'ils ont perdues; la séparation des sexes est la règle, les mâles et les femelles ne diffèrent pas par leurs caractères extérieurs; quelques espèces seulement sont vivipares. La structure des organes sexuels est très semblable dans les deux sexes, et l'examen des produits peut seul permettre de les distinguer; 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. La fécondation est généralement extérieure. Il est rare que le développement des Échinodermes soit direct; en général, ces animaux présentent des métamorphoses compliquées et passent par des états larvaires dont la symétrie bilatérale est caractéristique. Fig. 8. - Organes génitaux d'un Oursin. - Ad, portion terminale de l'intestin. G, glandes sexuelles reposant sur les plaques interambulacraires. SUITE REPRODUCTION Chez tous, il y a segmentation totale de l'œuf, qui aboutit à la formation d'une gastrula par embolie, avec deux diverticules entérocoeliens, dont l'un formera la cavité générale, l'autre l'appareil aquifère. Quand l'embryon a quitté la membrane de l'oeuf, il se forme, en un point de sa paroi, une dépression qui, s'enfonçant de plus en plus, forme la première ébauche du tube digestif, puis un des côtés du corps s'aplatit et se rapproche de l'extrémité en cul-de-sac du tube digestif qu'elle finit par atteindre; au point de contact apparaît une ouverture : cette dernière constituera la bouche ; l'ouverture primitive devient l'anus. Pendant que le tube digestif se différencie, les cils vibratiles commencent à se concentrer à la face ventrale, qui se recourbe en forme de selle, et l'on voit apparaître, en avant et en arrière de l'ouverture buccale, deux bandelettes arquées, couvertes de cils, qui se réunissent par leurs extrémités latérales et forment la bandelette ciliée caractéristique des larves d'Échinodermes. Au fur et à mesure que l'évolution marche, 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; Fig. 8 bis. - Portion interradiale d'une Étoile de mer pour montrer les glandes sexuelles G et les plaques ciliées des téguments dorsaux. MODE DE VIE 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 et réduire ainsi la compétition intraspécifique ou interspécifique. Alimentation 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. 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 CLASSES Les oursins (ou echinides) Ils sont de formes variables FORME SPHERIQUE FORME PLATE FORME OVALE 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 Les crinoïdes Ils sont les plus anciens des échinodermes et sont apparus dès l’ère primaire. Leur nom dérive de krinon (lys) et de eidos (forme) Les crinoïdes sont séparés en deux grandes catégories: Les crinoïdes pédonculés ( ou lys de mer) Les crinoïdes non pédonculés ou comatules Ils vivent fréquemment en groupe Ils sont exclusivement marins et on les trouve de la zone littorale jusqu’aux grands fonds Les étoiles ou astérides 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 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 Elles sont exclusivement marines et on les trouve de la zone littorale jusqu’aux grands fonds MERCI
