Echinoderme - Définition, caractéristiques et exemples

Définition de l’échinoderme

Un échinoderme est un membre du phylum Echinodermata qui contient un certain nombre d’organismes marins reconnus par leur symétrie radiale pentamère, leur endosquelette calcaire et un système vasculaire aquatique qui contribue à faire fonctionner leurs petits podia. Les podia sont de petites extensions de chair qui sont actionnées par la pression de l’eau et les muscles, et contrôlées par le système nerveux de l’échinoderme. L’endosquelette calcaire est constitué de nombreuses petites plaques qui se chevauchent sous la peau, formant une armure et une forme structurelle pour les organismes. L’étoile de mer, le dollar de sable, l’ophiure, l’oursin et le concombre de mer sont des exemples d’échinodermes. Il existe environ 7 000 espèces d’échinodermes, et leur diamètre peut varier de moins d’un pouce à plus de trois pieds.

Caractéristiques des échinodermes

Un échinoderme adulte est symétrique radialement, ce qui signifie que les parties de son corps s’étendent vers l’extérieur à partir de la bouche. Un échinoderme a généralement 5 parties, ce qui les rend pentamères. Curieusement, les larves d’échinodermes sont symétriques bilatéralement et doivent se convertir à la symétrie radiale. Typiquement, la bouche est entourée d’un disque central, qui mène vers l’extérieur à des rainures abritant des rangées de podia. Ces rainures sont appelées rainures ambulacraires et peuvent mener à des pattes individuelles comme chez l’étoile de mer, ou peuvent être de simples fentes comme chez le dollar des sables. L’endosquelette d’un échinoderme est constitué de pièces individuelles, appelées osselets. Les osselets sont recouverts d’un épiderme, ou peau. Chez certains échinodermes, comme le sablier et l’oursin, les osselets forment une coquille rigide appelée test. À l’autre extrémité du spectre, les concombres de mer ont très peu d’osselets et ils sont séparés les uns des autres. Ces osselets peuvent également fusionner pour former diverses structures, comme les épines fragiles de l’oursin.

Le système vasculaire aquatique est une partie essentielle de la biologie des échinodermes. Si le système diffère dans les différentes classes d’échinodermes, son fonctionnement de base est le même. Le système est constitué d’une série de tubes porteurs de fluide qui se connectent en une structure annulaire dans tout l’organisme. Le système est relié aux podia, et peut être utilisé pour les remplir de fluide qui allonge et raidit les podia. Ceci est accompli par une série de sacs et de muscles à l’intérieur du canal annulaire, des canaux latéraux et des vésicules poliennes, dont certains sont visibles sur l’image ci-dessous.

Figure_28_05_01

Un échinoderme utilise ce système unique pour un certain nombre de modes de vie. Les podia peuvent être utilisés comme des pieds, pour se déplacer de manière coordonnée afin de diriger l’échinoderme. Les podia peuvent également être utilisés pour s’accrocher au substrat, à de petites pierres pour se protéger, ou à un certain nombre d’objets pour se camoufler. Certains échinodermes sont des filtreurs sessiles, tandis que d’autres chassent activement leurs proies. Alors que certains filtreurs dirigent la nourriture vers leur bouche, les étoiles de mer sont connues pour pousser leur estomac à l’extérieur de leur corps pour se nourrir de leurs proies. D’autres échinodermes ont une structure buccale complexe connue sous le nom de lanterne d’Aristote, qui abrite des dents et leur permet de mordre et de gratter les algues à la surface des rochers.

Un échinoderme possède généralement des systèmes circulatoire et nerveux simples, qui tournent en rond dans leur corps. Leur système hématopoïétique est ouvert sur l’environnement et permet l’échange de gaz par une série de canaux à travers le corps. Le système nerveux est un anneau de nerfs qui se connectent à toutes les parties de l’organisme. On pense que cela aide un échinoderme à interagir avec toutes les directions auxquelles il fait face de manière égale, maximisant les avantages de sa symétrie radiale.

Reproduction des échinodermes

La reproduction des échinodermes est variée et souvent complexe. La plupart des échinodermes se reproduisent sexuellement, tandis que quelques espèces sont connues pour se reproduire asexuellement ou par bourgeonnement. La plupart des espèces sont dioïques, ou contiennent deux sexes distincts, tandis que d’autres espèces sont hermaphrodites et chaque individu porte les deux organes sexuels. Dans tous les cas, les gamètes d’un échinoderme sont développés dans le sinus génital, qui peut prendre plusieurs formes. De nombreuses espèces diffusent ensuite leurs gamètes dans l’environnement. Les gamètes qui réussissent à se trouver et à se féconder deviendront une nouvelle larve.

Cette nouvelle larve, quasiment microscopique, va nager et chevaucher les courants jusqu’à un endroit favorable au fond de l’océan. Au cours d’une métamorphose complexe, la larve va réorienter son plan corporel, passant d’une symétrie bilatérale à une symétrie radiale. Cela implique le déplacement de la bouche et de l’anus, ainsi que la réorganisation interne de nombreuses autres parties du corps. Une fois cette transition achevée, l’échinoderme adopte une vie où il se nourrit au fond de l’océan. Dans les zones où la survie des larves est faible, un échinoderme peut couver et prendre soin de ses larves avant de les relâcher. Dans les eaux polaires et les zones profondes, cela permet d’assurer un taux plus élevé de larves qui survivent jusqu’à l’âge adulte.

Exemples d’échinodermes

Étoiles de mer

Les étoiles de mer sont parmi les plus ambulatoires, ou mobiles, de tous les échinodermes. Les étoiles de mer, ou étoiles de mer, utilisent leurs nombreux podia pour ramper lentement sur la plupart des surfaces. Les étoiles de mer sont principalement prédatrices, se nourrissant d’invertébrés et d’autres échinodermes comme les oursins. Les étoiles de mer se déplacent au-dessus de leur proie, puis distendent leur estomac au-dessus de leur proie. Les enzymes digestives de l’estomac commencent immédiatement à digérer l’organisme, et l’étoile de mer entoure la proie jusqu’à ce qu’elle soit en grande partie dissoute. Ensuite, elle retourne son estomac, aspirant tous les nutriments. Si les étoiles de mer nous semblent lentes, les vidéos montrent des étoiles de mer qui poursuivent et chassent leurs proies pendant plusieurs jours ou heures. Les étoiles de mer appartiennent à la classe des Asteroidea. Un schéma général d’une étoile de mer est visible ci-dessus dans la section « Caractéristiques des échinodermes ».

Les oursins

Les oursins sont un type d’échinoderme qui appartient à la classe des Echinoidea. Ces animaux possèdent un test dur, ou coquille, qui entoure leur corps. Le test est recouvert d’un mince épiderme, ou peau. Le test est prolongé par de nombreuses épines et des pieds tubulaires, que les oursins utilisent pour se protéger et se déplacer. Les oursins se nourrissent à l’aide d’une structure buccale avancée, appelée lanterne d’Aristote, qui contrôle un certain nombre de dents grattantes. Les oursins se nourrissent principalement d’algues et de bactéries qu’ils peuvent gratter sur les rochers où ils ont élu domicile. Vous trouverez ci-dessous un schéma général de l’oursin. Notez comment le système vasculaire de l’eau est toujours présent, tout comme la symétrie radiale autour de la bouche.

Urchin

Les concombres de mer

Les concombres de mer, appartenant à la classe des Holothuroidea, sont peut-être parmi les plus bizarres des échinodermes. Dépourvus de la symétrie pentamère traditionnelle des autres membres de son phylum, les concombres de mer ressemblent à un légume monstrueux créé dans un laboratoire secret. En fait, ils sont directement apparentés aux étoiles de mer et utilisent le même système vasculaire aquatique et le même endosquelette. L’endosquelette des concombres de mer est toujours constitué d’osselets calcaires. Chez les concombres de mer, ils sont très écartés les uns des autres et sont reliés par des muscles et d’autres tissus conjonctifs. Cela donne aux concombres de mer la capacité de fléchir leur corps et de se tortiller. Ce comportement est utilisé à la fois dans les mouvements réguliers, pour se nourrir et pour échapper aux prédateurs. Les concombres de mer exsudent généralement une série de filaments collants, qui recueillent la nourriture et sont ramenés dans la bouche pour être nettoyés. Ainsi, la plupart des concombres de mer ont adopté un mode de vie benthique, sessile et filtrant. Ci-dessous, un concombre de mer retourné, révélant ses pieds tubulaires s’étendant à partir de son sillon ambulacraire.

Mithrodia clavigera

Quiz

1. Alors qu’il existe des milliers d’espèces différentes d’échinodermes dans l’océan, pourquoi n’y en a-t-il aucune sur terre ?
A. Ils n’ont pas de proies sur terre
B. Ils ne seraient pas capables de respirer sur terre
C. Ils ne seraient pas capables de se déplacer sur terre

Réponse à la question n°1

C est correct. Le système vasculaire aquatique, présent chez tous les échinodermes, est extrêmement efficace pour déplacer l’animal sous l’eau. S’il y a beaucoup d’eau et la flottabilité de l’eau pour aider à gérer le poids, les animaux peuvent se déplacer facilement. Cependant, si vous avez déjà vu une étoile de mer hors de l’eau, vous remarquerez qu’elle a du mal à se déplacer. Hors de l’eau, le système vasculaire de l’eau devient inefficace. Alors que l’étoile de mer pourrait stocker de l’eau et qu’elle a des proies possibles sur la terre ferme, le système vasculaire aquatique n’est pas assez fort pour la transporter sur la terre ferme.

2. En faisant de la plongée libre, vous voyez une étoile de mer directement au-dessus d’un oursin. En regardant de plus près, on voit une membrane qui s’étend de l’étoile de mer et qui entoure l’oursin. Que se passe-t-il ?
A. Les deux espèces se battent
B. L’étoile de mer mange l’oursin
C. L’oursin a sécrété la membrane pour se protéger

Réponse à la question n°2

B est correct. Les étoiles de mer, comme indiqué dans l’article, sont des prédateurs qui retournent leur estomac sur leur proie. Ce scénario est couramment observé dans de nombreuses eaux du monde entier. Cependant, les oursins eux-mêmes ont de nombreuses épines et d’autres mécanismes de défense et essaient sûrement de se défendre. Malheureusement pour l’oursin, les étoiles de mer sont d’excellents prédateurs et sont beaucoup plus mobiles que les oursins.

3. Les échinodermes sont des deutérostomes qui présentent un clivage radial au cours du développement. Ils peuvent également être reproduits et étudiés en laboratoire avec facilité. Quelle discipline scientifique les utilise comme groupe clé d’animaux à étudier ?
A. La biologie du développement
B. Biologie moléculaire
C. Écologie

Réponse à la question n°3

A est correct. Bien que toutes ces disciplines étudient diverses espèces d’échinodermes, elles sont largement utilisées en biologie du développement. Les humains sont également des deutérostomes à clivage radial, des termes qui décrivent l’organisation et le développement d’un nouveau zygote en un animal à part entière. Les scientifiques qui étudient ces organismes faciles à reproduire ont acquis des connaissances essentielles sur le développement de tous les deutérostomes, qui comprennent de nombreuses espèces comme les poissons et les humains.