Les Cnidaires

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Les Cnidaires
- hydres, anémones, méduses, coraux –
du grec knidé : ortie
Stage national de biologie
Trébeurden 2005
Août 2005 - Pascal Lépine
1
Plan de la présentation
1. Présentation de l'embranchement
2. Description anatomique
3. Appareil digestif et nutrition
4. Anatomie de la phase polype et de la phase méduse
5. Cycle de vie
6. Système de défense et les Cnidoblastes
7. Mode de vie, environnement et écologie
8. Embranchement des cnidaires
9. On retiendra que les cnidaires sont ….
10.Glossaire
Août 2005 - Pascal Lépine
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Les Cnidaires
Les Cnidaires (9 000 espèces environ)
sont des animaux pluricellulaires
(métazoaires).
Ces animaux se présentent, en
alternance, sous deux formes : fixes
et benthiques (polypes) & libres et
planctoniques (méduses).
Ils se caractérisent principalement par
la présence de tentacules associés à
des cellules urticantes (cnidocystes).
Ils peuvent être simples ou coloniaux
et présenter des aspects divers :
buissonnants, encroûtant, …. Beaucoup
ont un squelette rigide, calcaire ou
corné.
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3
Description anatomique
•
Cavité gastrique avec un
orifice : la bouche.
•
Premiers organismes au
niveau d'organisation
cellules-tissus.
•
Les Cnidaires utilisent un
squelette hydrostatique
pour changer la forme de
leur corps ou bouger leurs
tentacules.
•
Sac formé de trois couches avec un feuillet externe (l'ectoderme :
forme la paroi tégumentaire du corps), un feuillet interne (l'endoderme :
constitue la paroi digestive) et entre les 2, une couche peu différenciée la
mésoglée (lame d'aspect gélatineux, riche en cellules migratrices et
nerveuses). Les cnidaires sont diploblastiques.
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Description anatomique
Symétrie radiale. Tout est organisé autour
d'un axe central. Si on fait une coupe en
passant par cet axe, on obtient des moitiés
qui sont des reflets miroirs l'une de l'autre.
Chez tous les cnidaires, il existe un axe
oral-aboral.
La polarité s'organise :
● le long de cet axe. Il existe un pôle
apical (sommet) et un pôle basal (base)
● En cercles concentriques autour de cet
axe.
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Description anatomique
• les Cnidaires ont généralement deux stades distincts :
– un polype sessile
– une méduse nageant librement.
• Au cours de leur cycle biologique, les cnidaires alternent du
stade polype au stade méduse (alternance des générations). Les
Cnidaires ancestraux alternaient tous entre ces deux générations
d'individus ; mais chez les groupes les plus récents, l'un ou l'autre
de ces deux stades domine alors que l'autre peut disparaître
entièrement.
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Description anatomique
appareil venimeux
servant à la défense et à
la capture des proies
Embryon d’un système nerveux
Coupe transversale de la paroi corporelle des Cnidaires
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Appareil digestif et Nutrition
•
La cavité interne tient lieu d'estomac et communique avec l'extérieur par
la bouche qui joue en même temps le rôle d'anus. Cette ouverture est
entourée par des couronnes de tentacules pourvus de cellules urticantes.
•
Les cellules digestives capent la nourriture par phagocytose et les
cellules sécrétrices libèrent les enzymes digestives dans la cavité
gastrovasculaire.
•
Les Cnidaires sont des prédateurs.
•
Tous les cnidaires sont carnivores et capturent leurs proies à l'aide de
leurs tentacules et des cnidocytes.
•
Il y a différents types de cnidocytes servant à attacher, percer ou
empoisonner la proie. Une fois capturée, la proie est amenée à la bouche à
l'aide des tentacules.
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Anatomie de la phase polypes
Un polype est un petit sac dont
l'ouverture, la bouche, est entourée
d'une couronne de tentacules dans
lesquels se prolonge la cavité
gastrovasculaire.
La mésoglée est mince chez le
polype.
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Anatomie de la phase méduses
La face opposée à la bouche est
fortement élargie et prend une forme
convexe : c'est l'Ombrelle.
La face orale est concave,
L'ouverture de la face orale par une
sorte de diaphragme, le Vélum (la
bouche), est constitué d'un repli
d'ectoderme rempli de mésoglée.
Cette mésoglée, épaisse dans l'ombrelle, réduit la cavité gastrovasculaire
à un réseau de canaux qui partent du manubrium vers l'extrémité des
tentacules.
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Anatomie - Résumé
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Cycle de vie - Généralités
•
Les sexes sont généralement séparés.
•
Les modalités de reproduction sont très variables selon le type écologique.
Les polypes solitaires (Hydres) présentent une reproduction sexuée et asexuée; les colonies
fixées fabriquent dans leurs polypes reproducteurs des petites méduses sexuées chargées
de produire et disséminer les gamètes de l'espèce ; enfin, les grosses méduses sexuées ont,
pour certaines d'entre elles, une reproduction asexuée.
•
La reproduction sexuée est caractérisée par la différenciation de
gonophores mâles et femelles.
Les gonophores mâles ou testicules apparaissent dans le quart antérieur du polype. Les
spermatozoïdes sont libérés près de la bouche. Les gonophores femelles ou ovaires voient
se développer un seul ovocyte par phagocytose des ovogonies soeurs. L'oeuf fécondé donne
alors une petite larve ciliée nageuse.
•
La reproduction asexuée consiste en l'édification de bourgeons dans le tiers
inférieur du polype.
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Cycle de vie de l’Hydra (Hydraire)
•
Hydra se reproduit asexuellement
et sexuellement.
La reproduction asexuée est par
bourgeonnement et se produit
lorsque les conditions sont bonnes
et la nourriture abondante.
La plupart des espèces d'hydre
sont dioïques. La formation des
gonades et la reproduction sexuée
a lieu à l'automne lorsque les
conditions de vie se détériorent.
•
•
•
les gonades sont des structures temporaires qui causent des renflements
de la paroi corporelle. Les ovaires produisent des ovocytes et
les testicules des spermatozoïdes. L'ovocyte fécondé s'appelle un oeuf.
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Cycle de vie de l’Obelia (méduse)
•
•
•
•
Les sexes sont séparés
chez cette espèce et on
retrouve quatre gonades à
l'intérieur de l'ombrelle.
Les gamètes sont relâchés
dans l'eau de mer et après
la fertilisation
et le développement de
l'oeuf une larve planula
apparaît.
La larve se fixe
éventuellement au fond
pour se développer en une
nouvelle colonie.
Le stade méduse est important, non seulement pour la reproduction
sexuée mais aussi comme mode de dispersion de l'espèce.
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Systèmes de défense
• Les cnidoblastes des Cnidaires sont un excellent moyen de
défense. Les toxines relâchées par les cnidoblastes sont injectées
dans les tissus de l’intrus ou de la proie. Pour le plongeurs, la
substance toxique(*) peut provoquer des brûlures douloureuses.
• Le squelette calcaire des coraux leur assure une protection
contre les poissons trop voraces.
(*) La substance est thermolabile ;c’est à dire qu’elle est détruite par la chaleur.
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Les Cnidoblastes (ou cnidocytes)
• Le Cnidaire possède un caractère
propre, une cellule spécialisée, le
cnidoblaste (ou le nématoblaste),
appareil venimeux servant à la
défense et à la capture des proies.
• Les cnidoblastes sont nombreux au
niveau des tentacules.
• 30 types de cnidoblastes ont été
décrits.
• Il ne sert qu'une seule fois; lorsque le
cnidocyste s'est ouvert et que le venin
a été évacué à l'extérieur, le
cnidoblaste meurt et est remplacé par
un autre, issu d'une cellule
interstitielle.
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Les Cnidoblastes (ou cnidocytes)
• La cellule est composée d’un filament urticant, le Cnidocyste,
enroulé autour d’un axe et baignant dans une substance toxique qui
sera injectée dans les tissus de l’intrus ou de la proie. C’est la
stimulation du Cnidocil qui provoque un signal électrique
engendrant le déroulement rapide (3 millisecondes) du cnidocyste.
• Ils sont organisés à une échelle macroscopique de manière
différente à la fois sur les tentacules, les filaments mésentériques
ou de façon isolée. Ils sont également présents sur les polypes
des coraux.
• Ces tentacules déployés le plus souvent la nuit, sont très
agressifs pour leurs voisins. Les tentacules chez certains peuvent
atteindre 10 à 15 cm.
Vite des photos pour voir …
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Les Cnidoblastes (ou cnidocytes)
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Les Cnidoblastes (ou cnidocytes)
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Mode de vie
• Les Cnidaires sont marins à 99%
• Certains Cnidaires vivent fixés : ce sont des polypes benthiques,
d'autres vivent flottant au gré des courants marins, ce sont des
individus planctoniques.
• Les Cnidaires vivent très souvent en association symbiotique.
L'anémone et le poisson-clown forment un exemple classique de
symbiose.
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Environnement et écologie
• Les Cnidaires sont typiquement carnivores, mais certaines
anémones de mer produisent des cellulases qui leur permettent de
digérer le matériel végétal. Ils sont à leur tour des proies pour
certains poissons, mollusques et crustacés.
• Les polypes produisent du mucus pour nettoyer leur surface des
particules qui sédimentent et de nombreux poissons coralliens se
nourrissent de ce mucus.
• Plusieurs coraux possèdent des algues photosynthétiques
dans des vacuoles. Les algues produisent des sucres qui sont
assimilés par les coraux, et débarrassent les coraux des déchets
azotés.
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Embranchement des cnidaires
Espèces fixées
et libre
Anthozoaires
Hydro
zoaires
Hydraires
Hexacoralliaires
Octocoralliaires
(6 tentacules ou multiples de 6)
(8 tentacules)
Cérianthes
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Scypho
zoaires
Anémones
Coraux durs
Coraux
mous
Gorgones
Méduses
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On retiendra que les cnidaires …
• sont des animaux diploblastiques.
• qu'ils possèdent des cellules caractéristiques, les
cnidoblastes.
• qu'ils possèdent une symétrie radiaire.
• qu'ils présentent souvent une alternance polype-méduse.
• que de nombreuses espèces sont coloniales.
• qu'il existe un grand polymorphisme.
• que la multiplication asexuée est très importante.
• sont carnivores et prédateurs.
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Glossaire
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Acoelomates. Se dit d'un animal triploblastique qui ne possède pas de cavité générale interne
Acéphales. Dépourvus de tête
Benthos. Ensemble des organismes animaux et végétaux qui vivent constamment au contact du fond
de la mer (ou d’un lac) on les qualifie d’organismes benthiques
Cnidoblaste. Cellule spécialisée propre aux Cnidaires. L'évagination du cnidoblaste libère un
nématoblaste, qui peut agir comme un aiguillon ou comme un fil gluant qui empêtre et capture une
proie.
Colonie. Ensemble d’organismes appartenant à une même espèce et qui cohabitent à égalité, ou bien
en se répartissant différentes fonctions spécialisées (reproduction, défense, alimentation), un peu
comme les organes d’un organisme complexe.
Dioïque. Se dit des animaux qui ont des mâles et des femelles. Les sexes sont séparés.
Diploblastiques. Deux couches de cellules embryonnaires : endoderme et ectoderme.
L’ectoderme se développe en épiderme et en système nerveux. L’endoderme produit la cavité digestive.
Métazoaires. Animaux pluricellulaires.
Polype. Tube fixé à l'une des extrémités de l'animal, l'autre portant une bouche entourée de
tentacules.
Symétrie radiale. Organisation morphologique dans laquelle les parties d'un animal sont organisées
concentriquement autour d'un axe oral-aboral. Tout est organisé autour d'un axe central ; si on fait une
coupe en passant par cet axe, on obtient des moitiés qui sont des reflets miroirs l'une de l'autre.
Triploblastique. Se dit d'un organisme qui se forme à partir de trois feuillets cellulaires, l'endoderme,
l'ectoderme et le mésoderme.
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Sources bibliographiques
• CD-ROM de la FFESSM – Commission Biologie & Environnement
• Subaqua – Hors serie n°1 - A la découverte de la vie sous-marine –
Octobre 2003
• Guide de la faune et de la flore littorales des mers d'Europe
• Découvrir : l'Atlantique, la Manche et la mer du Nord
• Yann Richard et la Commission Biologie du Comité Départemental
des Deux-Sèvres (http://yrichard.chez.tiscali.fr/cnidai.html)
• Jon G. Houseman, Département de biologie, Université d’Ottawa –
Canada
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Quelques cnidaires …
Abietinaria abietinaria (anémone)
Actinia equina (anémone chevaline)
Actinia fragacea (anémone fraise)
Alcyonium digitatum (anémone)
Anemonia sulcata (anémone de mer
verte)
Aurelia aurita (méduse commune)
Bunodactis verrucosa (anémone
gemme)
Calliactis parasitica (anémone
solitaire)
Campanularia verticulata
Cereus pedonculatus
Chrysaora hysoscella (méduse)
Clava multicornis (hydraire)
Cordylophora lacustris (hydraire)
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Cyanea lamarcki (méduse)
Haliclystus auricula (méduse)
Hydractinia echinata
Hydrallmannia falcata
Kirchenpaueria pinnata
Metridium senile (anémone)
Obelia geniculata (méduse)
Pelagia nocticula (méduse)
Plumularia setacea
Rhizostoma cuvieri (méduse)
Sagartia troglodyte
Sertularia pumila (méduse)
Tealia felina (anémone)
Tubularia indivisa (hydraire)
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