Echinodermes 01

Qu'est ce qu'un Echinoderme ?

Définition

Du grec ekhinos, (hérisson), et derma, (peau).

C'est un groupe d'animal pluricellulaire qui possède une symétrie bilatérale, recouvert d'une plaque calcaire comme protection externe. Les Echinodremes constituent un groupe unique en son genre, exclusivement marin.

Les deutérostomes marins appelés échinodermes sont apparus, il y a près de 600 millions d'années. Le phylum des échinodermes constitue un groupe ancien d'animaux marins comprenant environ 6000 espèces vivantes et bien représenté également dans les archives paléontologiques. Le terme échinoderme signifie "peau de hérisson", dont l'aspect est dû à l'endosquelette situé juste sous le mince tégument et composé de plaques dures riches en calcium. Lorsqu'elles se forment, les plaques sont enfermées dans le tissu vivant et sont ainsi véritablement un endosquelette quoique, chez les adultes elles soient fréquemment fusionnées formant ainsi une coquille dure. Une autre innovation chez les échinodermes est le développement d'un système hydraulique contribuant au mouvement ou à l'alimentation. Appelé système ambulacraire ou aquifère.(source:Biologie, Raven, De Boeck)
DanielL 3 décembre 2007 à 14:30 (MET)

On répartit les échinodermes en cinq classes. On distingue :

• Astérides (étoiles de mer): Les étoiles de mer sont peut-être les échinodermes les plus familiers. Ils font partie des prédateurs les plus importants dans de nombreux écosystèmes marins. Leur taille va d'un centimètre à un mètre. Ils sont abondants dans les zones intertidales, mais on les trouve aussi à des profondeurs de 10000 mètres. La terre en compterait environ 1 500 espèces. Le corps d'une étoile de mer est composé d'un disque central qui se fond graduellement avec les bras. Bien que la plus part des étoiles de mer ont cinq bras, les membres de certaines familles en ont beaucoup plus, mais toujours multiples de cinq. Le corps est légèrement aplati, souple et couvert d'un épiderme pigmenté.(source:Biologie, Raven, De Boeck) DanielL 10 décembre 2007 à 14:10 (MET)

• Crinoïdes (comatules): Malgré une apparence végétale à laquelle ils doivent le nom commun de « Lis de mer » les crinoïdes (du grec ancien|grec krinon, lis, et eidos, forme) appartiennent au règne animal. Ce sont des invertébrés du groupe des échinodermes, et comme tels ils possèdent donc un squelette calcaire dont les éléments sont organisés suivant une symétrie pentaradiale (fondée sur le chiffre cinq).Pour la plupart, les crinoïdes ressemblent à une plante à fleur accrochée au fond marin : ils possèdent une racine et une longue tige flexible terminée par un calice (ou « thèque ») muni de bras. D'autres crinoïdes sont accrochés au fond directement par leur calice, d'autres encore n'ont pas d'attache et mènent une vie pélagique, en pleine eau. C'est en déployant leurs bras en éventail que ces organismes filtrent l'eau de mer pour y trouver leur nourriture.Les segments (ou « articles ») qui constituent la tige et les bras de ces animaux, et que l'on nomme « entroques », sont circulaires ou pentagonaux et présentent un vide central.Pendant l'Ère primaire et l'Ère secondaire, les crinoïdes abondaient et constituaient de véritables prairies sous-marines. En mourant, ils se disloquaient et leurs débris fossiles extrêmement nombreux se retrouvent aujourd'hui dans des calcaires dits « calcaires à entroques » ou « calcaires à encrines ». On en retrouve donc par conséquent aussi dans certains marbres où les cercles blancs des articles de tige se repèrent aisément.Les crinoïdes forment des bouquets somptueux. Ce sont des parents des oursins et des étoiles de mer apparus il y a plus de cinq cents millions d'années. En raison de leur morphologie, ces fossiles vivants n'ont jamais pu quitter l'eau salée. Ils sont aujourd'hui cantonnés dans les mers tropicales.SourceDanielL 10 décembre 2007 à 14:53 (MET)

• Echinides (oursins):La classe des échinides est caractérisée par des animaux souvent globuleux, parfois aplatis, mais toujours hérissés de piquants. Ces derniers peuvent affecter des formes et des dimensions variables. Ils possèdent un squelette calcaire formé de plaques soudées (test d'oursin) et un appareil masticateur au pôle oral, appelé : "la lanterne d'Aristote". Le squelette est percée d'une multitude d'orifices microscopiques par lesquels sortent des podia qui fonctionnent à la manière de ventouses grâce auxquelles l'oursin se déplace sur le fond.SourceDanielL 21 décembre 2007 à 12:55 (MET)

• Holoturides (concombres de mer):Elles ont la forme d’un gros cylindre le long duquel sont disposées les 5 rangées de pieds ambulacraires. A l’une des extrémités s’ouvre la bouche, entourée d’une couronne de tentacules. Les téguments sont mous, on n’y trouve que de minuscules spicules de calcite de formes diverses.Lorsqu’elles sont inquiétées, certaines holothuries peuvent émettre de longs filaments très gluants et même rejeter une partie de leurs organes internes ; projetés par l’orifice cloacal, cette masse emmêlée et collante recouvre et immobilise l’ennemi – poisson ou crabe ; l’holothurie continue ses mouvements respiratoires, drainant l’eau de mer directement dans la cavité générale du corps, jusqu’à ce que de nouveaux organes soient régénérés.Les holothuries vivent de la zone littorale jusqu’aux plus grandes profondeurs des océans, elles sont enfouies dans le sable vaseux, rampent sur le fond parmi les algues, ou sont logées dans les anfractuosités des rochers.Ils peuvent former des populations très denses, particulièrement dans les profondeurs ; dans une fosse sous-marine très profonde, ils constituent la moitié des formes vivantes à 4 000 mètres et 90% à 8 000 mètres. Les holothuries connaissent trois sources de nourriture : plancton, détritus et matériel organique des sédiments de fond. Un seul spécimen peut avaler plus de 45 kg de sédiments par an. Comme tels, les concombres de mer sont responsables de changements importants dans la population des fonds marins.SourceDanielL 21 décembre 2007 à 13:07 (MET)

• Ophiurides:C'est un groupe d'environ 2 000 espèces.Elles ressemblent aux Astérides dont les bras, très grêles, paraissent surajoutés au disque sur lequel se concentrent tous les viscères.La régénération des bras est fréquente.Le mouvement des bras qui ondulent à la manière d'un serpent classe les Ophiurides parmi les plus rapides des Echinodermes.Le tube digestif est très simple, pas de caecum pylorique ni d'anus. Les déchets sont évacués par la bouche.Les Ophiurides carnivores se nourrissent de proies vivantes, dont elles se saisissent avec les bras puis les portent à la bouche qui les dilascère grâce à des plaques aiguës.D'autres sont microphages, elles se nourrissent de petites particules organiques, déposées sur le substrat ou en suspension dans l'eau.SourceDanielL 21 décembre 2007 à 13:03 (MET)

Tous ces animaux ont en commun des caractères qui confirment leur appartenance à cet embranchement.

Qu'est ce qui le différencie des autres animaux ?

Les échinodermes constituent un groupe unique en son genre, exclusivement marin. Chez ces animaux, on observe pour la première fois un développement du type deutérostome et la présence d'un endosquelette.

Caractéristiques

Comment se nourrit-il ?

Le système aquifère assure sa nutrition et son système digestif est complet et parfaitement fonctionnel. L'appareil digestif se compose d'un tube droit ou circonvolué qui va de la bouche à l'anus quand celui-ci existe. En effet, les échinodermes n'ont pas d'appareil excréteur différencié. Source

• Étoile de mer : 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.
• Oursins : 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.
• Concombres de mer : 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. Source
• Lis de mer : Ce sont des animaux filtreurs qui se tiennent perpendiculaire au courant. Les bras, munis de tubes ambulacraires, servent à filtrer la nourriture en suspension dans l'eau de mer. Les podias, contrairement aux autres classes des Echinodermes, ne servent pas à la locomotion, mais uniquement à la nutrition. Ils sont situés aux fond des sillons ambulacraires creusés le long de chaque bras et acheminent la nourriture vers la bouche. Les crinoïdes sont des filteurs. Les particules alimentaires capturées et engluées sur leurs nombreux bras sont achenimés vers la bouche qui se situe sur la face supérieure grace au mouvement rythmés des petits cils.
• Ophiuride : Elles sont en général microphages (organismes très petits), mais peuvent être aussi détritivores ou carnivores. Les Ophiures enfin ont 3 comportements alimentaires : Prédateurs actifs, ils attrapent des proies minuscules (mollusques, annélides,...). Déposivores, ils capturent avec leurs bras les particules organiques situées à la surface du sédiment. Filteurs, les bras relevés vers la surface, ils fixent les particules qui passent à leur portée. Source

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. Source RomainG 2 mars 2008 à 22:02 (MET)

Comment se reproduit-il ?

La majeure partie des échinodermes possède une reproduction sexuée avec émission des produits génitaux dans l'eau de mer. Il y a donc une fécondation externe. Certains échinodermes ont un mode de reproduction asexuée (Étoile de mer et Ophiure) qui se fait par scission de l'organisme suivie de la régénération de la partie manquante.

• La période de reproduction, cyclique, est étroitement liée à la température et aux explosions planctoniques générales. La fécondation externe et aléatoire se passe en pleine eau (avec certaines nuances pour les espèces incubantes des régions polaires). Source

1. Le sperme et les ovocytes sont libérés dans le milieu, la fécondation a lieu au hasard dans le milieu extérieur. Les échinodermes, et particulièrement les oursins ont été très utiles dans la compréhension du phénomène de fécondation, notamment en ce qui concerne les mouvements ioniques lors de la pénétration du spermatozoïde. Source
2. Après la fécondation des oeufs, le développement des échinodermes s'effectue de manière indirecte et passe par un stade larvaire. La larve qui éclôt se nomme gastrula. Cette larve nage et se transforme en une autre larve pélagique appelée Dipleurula. Cette dernière donnera les larves propres pour chacune des classes d'échinodermes : echinopluteus chez les échinides (oursins), bipinnaria et brachiolaria chez les astérides (astéries), ophiopluteus et vitellaria chez les ophiurides (ophiures), doliolaria (larve en tonnelet) pour les crinoïdes, auricularia, doliolaria et pentactula chez les holothurides (holothurie). Ces larves dont le mode de vie est généralement planctonique, ont une symétrie bilatérale et se métamorphosent en un juvénile pentaradié.
3. L'embryologie des membres de ce groupe donne des indices de son origine évolutive. La larve bilatérale planctonique se fixe éventuellement et devient un adulte. Les Échinodermes sont dioïques, quoique les mâles et les femelles soient morphologiquement similaires. Les gamètes sont relâchées dans l'eau de mer où a lieu la fertilisation.

• Les Échinodermes ont une grande capacité de régénération. Les étoiles de mer peuvent facilement remplacer un bras qui a été coupé. SourceRomainG 10 décembre 2007 à 14:13 (MET)

Comment se déplace-t-il ?

. 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 (concombres 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.

. Leur système aquifère leur permet également d'assurer la locomotion. Pour certains groupes les pieds ambulacraires (podia) sont les organes de locomotion. Ils s'étendent quand la pression de l'eau s'élève dans le système ambulacraire et se retire sous l'action des muscles. SourceRomainG 10 décembre 2007 à 13:50 (MET)

Comment respire-t-il ?

Les échanges respiratoires sont assurés pour partie par les podia et pour partie par des organes respiratoires plus spécialisés tels que les organes arborescents des holothuries, les branchies des échinides réguliers, les papules des astéries et les bourses branchiales des ophiures. Source

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. Source RomainG 10 décembre 2007 à 13:55 (MET)

Comment fonctionne son système nerveux et sensoriel ?

Leur système nerveux est primitif et se caractérise par l'absence de cerveau.

Le système nerveux est constitué d'un anneau nerveux autour de la bouche d'où partent des nerfs selon une structure radiaire (pas de système nerveux central).Source

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, un peu comme les statocystes des méduses. Source RomainG 10 décembre 2007 à 14:02 (MET)

Comment fonctionne son transport interne ?

Les echinodermes ne possèdent pas de système vasculaire, mais à la place, un système aquifère assure le transport pour la nutrition et les échanges gazeux.

Qu'est-ce que le système aquifère ?

• Appelé aussi appareil ambulacraire, il comprend un cercle ou un anneau creux d'origine coelomique connecté à des prolongements radiaires ou podia. Le liquide qu'il renferme peut être chassé dans les podia et en provoquer l'érection. Cet appareil communique avec le milieu extérieur par une plaque criblée ou madréporite. Cette structure unique dans le règne animal joue un rôle à la fois dans la respiration, la locomotion et l'alimentation.

Comment circule l'oxygène ?

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 de passer de l'épiderme aux tissus internes ou vice-versa. RomainG 11 janvier 2008 à 12:56 (MET)

Lexique

Intertidale : Zone comprise entre les niveaux des pleines et des basses mers (Zone de balancement des marées).

Papules : appendices contractiles aux parois très minces et qui prennent l'aspect de petits tubes transparents en doigt de gant qui sont gonflés de liquide. Les échanges respiratoires se réalisent dans ces papules.

Pélagique : Du milieu océanique ; relatif à la pleine mer, mais loin du fond.

Podia : organe cylindrique et creux qui peut se terminer ou non par une ventouse. Les podia s'étirent et se rétractent grâce à la pression hydraulique due au système aquifère.

Scission : division, séparation.