Echinodermes 2BIOS01 10/11

Qu'est ce qu'un Echinoderme?

Les Echinodermes sont des organismes animaux aquatiques qui se développent dans toutes les profondeurs océaniques. Ce sont des animaux à peau épineuse et qui se déplacent lentement.Malgré leur lenteur au niveau de leur déplacement, on peut tout de même classer les Echinodermes parmi les animaux sédentaires. On peut en citer quelques uns tel que les oursins, les étoiles de mers, les concombres de mers, etc

Ils sont composés de plaques calcaires et ont la particularité de présenter une symétrie pentaradiaire (cette symétrie,est acquise à la suite d'une métamorphose qui intervient à la fin du développement embryonnaire et larvaire.).

Le corps des Echinodermes est de forme variable, d'autres sont aplatis, d'autres sphériques (cylindriques) et portent souvent des piquants et des pédicellaires.

Les Echinodermes parmi les Deutérostomiens?

Il serait important de faire la remarque que les Echinodermes font parti des deutérostomiens. Ce dernier ce caractérise par une particularité lors de l'embryogenèse ; c'est-à-dire qu'après la phase de gastrulation (mise en place des tissus fondamentaux de l'embryon), le blastopore (orifice faisant relier l'intestin à l'extérieur) se transforme en anus.La formation de la bouche se fait donc plus tard dans la formation embryonnaire car ceci nécessite un percement d'un autre pore secondaire, contrairement aux protostomiens.

• voir Annexe Echinodermes 1

Dans quels milieux les Echinodermes évoluent-ils?

Les Echinodermes vivent sur ou dans les rochers (ou coraux), d'autres occupent les fonds des meubles tels que les vases ou les sables, d'autres encore préféreront les herbiers ou ceux qui présentent de la particularité peuvent s'accrocher à des organismes variés.

Comment reconnaître les Echinodermes?

Les Echinodermes sont tous marins: aucune espèce ne vit en eau douce et très peu sont capables de vivre dans les eaux saumâtres et estuaires. Certains espèces ont une symétrie radiaire et d'autres ont une forme variable: soit aplati,soit sphérique, soit cylindrique. Cela peut arrivé dans des cas particuliers que certains Echinodermes développent une symétrie bilatérale. Par exemple,les crinoïdes,les holothuries ou encore les oursins irréguliers mais c'est plutôt rare.

Quelles sont les caractéristiques principales des Echinodermes?

L'embranchement des Echinodermes comprend des formes d'aspect et de comportement différent. Cependant, ils ont des caractères principales ou communs. Voici donc ces caractères généraux des Echinodermes:

-Ils ont tous une symétrie pentaradiaire (5 parties symétriques)

-Ils sont caractérisés par l'absence totale de tête (sauf chez les étoiles de mer).

-Ils ont un système hydraulique unique (système aquifère)qui permet notamment la locomotion et la préhension.

-Ils ont une peau épaisse qui est assurée par un squelette formé par des plaques ou des spicules calcaires.

-Ceux sont tous des animaux exclusivement marins, benthiques, libres ou fixés et le plus souvent nocturnes.

-Ils ont une capacité de régénération suite à une amputation par un prédateur ou pour la reproduction.

-Ils se produisent de façon sexuée avec sexes séparés et émission de gamètes dans l'eau de mer.

-Ils présentent en général une bouche et un anus, des pattes (podias).

-Ils ont un système nerveux simple.

-Ils n'ont pas de cerveau et de cœur.

• voir annexe 2 ECHINODERME

Combien y-a-t- il d'espèces d'Echinodermes?

Il existe environ 6000 espèces vivantes d'Echinodermes.

exemple: étoiles de mer,oursins,concombres de mer...

• Voir Annexe Echinodermes 2

Récapitulatif des embranchements principaux et de leurs caractères spécifiques.

La classe des Echinodermes présente cinq embranchements qui sont les crinoïdés, les asteridés, les ophiuridés, les echinidés et les holothuridés. Chacune des embranchements a des caractères propre à eux mais en étant tous Echinodermes, ils ont des caractères communs. Ceux sont : - La présence de symétrie pentaradiaire (5 ou plus) et symétrie bilatérale, -La présence de squelette calcaire : soit des plaques soudées, soit des spicules. -La présence de système aquifère ou ambulacraire.

Les crinoïdés

Les Crinoïdés sont des Echinodermes primitifs, généralement fixés par un pédoncule, au moins à l'état larvaire. Bouche et anus situés sur la même face au centre d'une couronne de "bras" plus ou moins ramifiés.

Exemple : Comatule

• voir annexe 4 Echinodermes

Les asteridés

Les astéridés ou étoiles de mers sont des Echinodermes plus ou moins aplatis, de forme pentagonale ou étoilée, à 5 bras (parfois plus). Formés de plaques calcaires articulées. Ambulacres nombreux, tous situés sur la face ventrale, de part et d'autre d'une gouttière ambulacraire. Bouche ventrale, anus dorsale (parfois absent).

Exemple : étoile de mer

* voir annexe 1 Echinodermes

Les ophiuridés

Les ophiuridés sont des Echinodermes au corps aplati et pentagonal, muni de 5 longs bras souples et mobiles assurant une locomotion rapide. Squelette comparable à celui des astéridés. Ambulacres réduits, dépourvus de ventouses et sans rôle locomoteur. Bouche ventrale, pas d'anus.

Exemple : Ophiure

• voir annexe 6 Echinodermes

Les Echinides

Les Echinides sont des Echinodermes au corps généralement globuleux, portant des piquants mobiles plus ou moins nombreux. Formé de plaques calcaires soudées en un test percé de deux orifices, l'un ventral (pour la bouche), l'autre dorsal (pour l'anus). Ce test présente une nette symétrie radiaire, avec alternance de 5 zones ambulacraires et de 5 zones interambulacraires. Ambulacres nombreux, disposés en rangées méridiennes sur toute la longueur des zones ambulacraires.

Exemple : Oursin

• voir annexe 7 Echinodermes

Les Holothurides

Les Holothurides sont des Echinodermes plus ou moins vermiformes, à aspect de concombre ou de limaces. Réduit à quelques plaques calcaires disséminés dans la peau. Ambulacres réduits à des papilles adhésives distribués en 5 bandes méridiennes. Bouche entourée de 10 tentacules ramifiés, anus à l'autre extrémité du corps.

Exemple : concombre de Mer.

• voir annexe 8 Echinodermes

Comment se déplacent-ils?

Le système de déplacement est variable selon chaque espèce mais la plupart du temps,le déplacement se fait par des pieds ambulacraires, qui font partie de l'appareil vasculaire aquifère, qui est un système de tubes remplis d'eau.L'eau entre par une plaque madréporique à la surface de l'animal.L'eau parcourt un système de canaux qui s'étend dans toutes les parties du corps.Des canaux plus minces et fins se rendent dans les pieds.Chaque pied se renfle du côté interne et une ampoule,qui en altérnant contraction et expansion, lui permet d'adhérer à un substrat.

Système aquifère

Les Echinodermes possèdent un système appelé aquifère qui lui sert non seulement à la locomotion mais aussi à :

- La préhension

- La respiration

- La perception sensorielle.

Qu'en est-il de leur système nerveux?

Leur système nerveux est simple et caractérisé par l'absence de cerveau.Le système est essentiellement diffus.Les nerfs sont également disposés selon la symétrie. Leur 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.

Qu'en est-il de leur alimentation et de leur appareil digestif?

Les modes d’alimentation sont variables selon les espèces, on trouve tous les régimes alimentaires : suspensivore (animal qui se nourrit de plancton), brouteur, détritivore, carnivore, nécrophage...

Le système aquifère permet aux éléments nutritifs, et aux déchets de passer de l'épiderme aux tissus internes car leur tube digestif comprend une bouche et un anus.

Système d'alimentation des oursins,étoiles de mer, ophiures.

La plupart des Oursins sont omnivores et se procurent leur nourriture en broutant. Ils se déplacent lentement et raclent les rochers pour arracher les algues et les petits invertébrés à l’aide de cinq dents dures. Ces cinq dents sont articulées grâce à cinq mâchoires. La majorité des Étoiles de mer mènent une vie prédatrice. Elles se nourrissent de Mollusques, de Crustacés, d’Ophiures.Une fois la proie approchée, l’étoile fait sortir son estomac. Celui-ci est extrêmement extensible et déformable et peut être introduit dans tous les orifices du corps de la proie et c'est ainsi que la digestion se fait. De nombreuses espèces d’Ophiures se nourrissent de plancton et ont une méthode de capture perfectionnée. Elles sécrètent une grande quantité de mucus qu’elles tendent entre leurs bras à l’aide des piquants de ceux-ci. Ce “filet” leur permet d’attraper de nombreuses particules alimentaires qu’elles trient ensuite avant de les conduire vers leur bouche grâce à leurs pieds ambulacraires . Le tri de la nourriture leur est indispensable car elles ont un tube digestif court.

Comment fonctionne donc la digestion?

L'estomac des Echinodermes produisent des enzymes digestives. Ces enzymes digère et liquéfient les tissus de toutes proies saisies par l'animal. L'ensemble de la proie et de l'enzyme produite est aspirée à l'intérieur du tube digestif de l'animal où la digestion se poursuit (dans l'estomac). Le tube digestif se ramifie dans les bras,ceci favorise le transport des éléments nutritifs vers toutes les parties de l'animal.

Et l'excrétion?

Même en présence d'anus,les Échinodermes n'ont pas de système excréteur et rejettent leurs déchets directement sous forme d'ammoniac.Ce sont des animaux exclusivement marins,et on explique leur distribution par l'absence de système assurant l'osmorégulation.

Comment respirent-ils ?

Comme tous les animaux aquatiques, les Echinodermes respirent l’oxygène dissout dans l’eau ; chez la majorité de ces derniers, les échanges (absorption d’oxygène et rejet de CO2) se font au niveau de la peau mais si celle-ci est trop épaisse, alors d’autres organes spécialisés sont utilisés.

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.

Toutes les espèces qui possèdent des pieds ambulacraires s’en servent pour les échanges gazeux puisque ceux-ci peuvent capter l’oxygène grâce à leurs vésicules et le transmettre aux différents organes.Les tissus internes,ne sont pas en contact direct avec l'eau de mer.

Le système circulatoire

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.

Comment se reproduisent-ils?

Les glandes génitales sont présentes dans chaque bras.Ce sont de simples sacs dans la paroi desquels se forment les gamètes. Ces dernières seront rejetées dans l'eau de mer par des pores génitaux situés sur la face dorsale.

Fécondation sexuée

Les sexes sont séparés chez la majorité des Echinodermes mais il difficile de distinguer les mâles des femelles.La période de reproduction dépend de la température de l’eau. Ce sont d’abord les mâles qui expulsent leurs spermatozoïdes, ceci déclenche l’expulsion des ovules des femelles. La fécondation a lieu dans l’eau de mer, hors du corps des parents : on parle de fécondation externe. Des milliers d’œufs fécondés dérivent dans l’eau de mer. A l’éclosion, les larves sont pélagiques ( se disperse dans la mer) et se nourrissent de microorganismes. Après plusieurs métamorphoses elles acquièrent la morphologie des adultes et tombent sur le fond.

• voir annexe ECHINODERMES 9

Fécondation asexuée

La façon asexuée de la reproduction des Echinodermes se caractérise par leur capacité de régénération (surtout chez les Astérides). Ceci conduit à une multiplication naturelle lors d'une coupure spontanée. La régénération complète dure de 1 à 6 mois selon les espèces. La régénération se produit le plus souvent chez les concombres de mers et les étoiles de mers.

Développement embryonnaire des Echinodermes

Les différentes étapes à franchir pour que le bébé Echinoderme soit né sont : - D'abord, il y a la libération des œufs et leur fécondation par les spermatozoïdes.

- Après ceci suit la segmentation pseudo holoblastique.

- L'embryon passe ensuite en stade de blastula.

- Puis, la formation d'une gastrula (ensemble de trois feuilles) commence. La gastrula possède un Archentéron (intestin primitif) qui permet le commencement de la phase suivante.

- L'archentéron formera ensuite l'anus.

- Le squelette de l'animal se forme après ceci.

- Plus tard dans le développement se formera la bouche par la fusion de la plaque stomodéale et l'archentéron.

Une fois la bouche formée, le tube digestif de l'Echinoderme est complet de la bouche à l'anus.

Comment se défendent-ils face aux prédateurs?

Les oursins ont de nombreux prédateurs : poissons , Oiseaux de mer, Étoiles de mer… et possèdent donc des dispositifs de défense élaborés. Leurs piquants sont beaucoup plus efficaces.Il existe très souvent une deuxième barrière de petits piquants très denses. Enfin, les pédicellaires, petites pinces venimeuses distribuées sur toute la surface de l’animal, permettent de se débarrasser des ennemis les plus récalcitrants. Mais ces pinces ne s’ouvrent qu’une fois et si les assauts sont répétés, l’Oursin est de plus en plus vulnérable. Les Étoiles de mer possèdent des pédicellaires. Mais elles secrètent aussi un grand nombre de substances toxiques qui leur permettent de se protéger ; certaines leur donnent une odeur répulsive. Elles peuvent aussi pratiquer l’autotomie : elles se séparent d’un de leur bras quand celui-ci est attaqué ; le moignon va ensuite reconstituer un nouveau bras. La repousse est assez lente, pendant plusieurs mois on reconnaît le membre blessé. Les concombres de mer possèdent aussi un dispositif de défense élaboré. De nombreuses espèces peuvent rejeter par leur anus, quand elles se sentent agressées, de longs filaments élastiques et collants qui peuvent s’étirer de 20 à 30 fois leur longueur au contact de l’eau. L’agresseur s’empêtrent dans ceux-ci. Les Ophiures ont peu de moyens de défense mais elles arrivent à échapper à leurs ennemis grâce à leur grande agilité.

Pourquoi les Echinodermes ont été placés à côté des vertébrés?

Les Echinodermes présentent un squelette fait de plaques calcaires ou de spicules qui peuvent dans certains groupes fusionner pour former une coque rigide. Selon les espèces, ces plaques peuvent être articulés entre elles (ex : crinoïdes)ou soudées (oursins). Cette rigidité du système osseux des Echinodermes peut être la raison de son placement à côté des vertébrés.

Références

• http://www.man.uhp-nancy.fr/livret-%20echino-2005.pdf
• http://bio87.free.fr/embranch_fichiers/Echinod.doc

Lexique

Pédicellaires

Sont des appendices en forme de pinces situés à la surface du corps des Echinodermes.

Ils sont des organes de nettoyage et de défense des Echinodermes.

Moignon

Désigne la partie qui reste d'un membre amputé.

Système aquifère

Il s'agit de l'appareil constitutif des echinodermes, permettant la circulation de l'eau et des minéraux.

Développement deutérostomien

L'anatomie faisant l'existence séparée de l'anus et de la bouche.

Les crinoïdes

Ils sont des animaux à test calcaire possédant une « racine » et une « tige, »

terminée par un calice muni de longs bras segmentés et flexibles leur permettant de filtrer dans l'eau les substances nutritives.

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on continue...Pierre.brawand 16 janvier 2011 à 16:29 (CET)