ÉCHINODERMES: CARACTÉRISTIQUES, REPRODUCTION, RESPIRATION - LA BIOLOGIE - 2025

Les échinodermes sont des phylum d'animaux marins qui comprennent les étoiles de mer, les étoiles cassantes, les oursins, les concombres de mer et les lys de mer. En ce qui concerne la morphologie, c'est un groupe qui se distingue significativement du reste des lignées, en raison de sa symétrie pentaradiale.

Ils se caractérisent par la présence de bosses ou d'épines externes à la surface de l'animal. Tous les échinodermes ont des endosquelettes calcaires situés de différentes manières. De plus, ils ont un système vasculaire aquifère et des branchies cutanées.

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Caractéristiques générales

Les échinodermes sont caractérisés par un corps triploblastique non segmenté à symétrie pentarradiale - bien qu'il ne soit pas possible de visualiser une relation étroite avec le reste des rayons (éponges, cnidaires et cténophores).

Le corps peut être rond, cylindrique ou prendre la forme d'une étoile. Ils n'ont pas de tête définie, ils ont un axe oro-aboral.

Comme ils sont deutérostomisés, l'anus provient de l'ouverture blastoporale, tandis que la bouche est une ouverture secondaire. Le cœlome est entérocélique.

Ils ont un système vasculaire aquifère qui provient du coelome, et s'étend dans tout le corps de l'individu dans une série de projections ou de tentacules (podiums ou pieds tubulaires) avec une ouverture vers l'extérieur appelée madréporite.

Dans certains groupes, l'ouverture est soit absente, soit interne. Ce système fonctionne comme un organe hydraulique.

Systèmes d'organes

Système digestif

Le système digestif est complet, axial et tourne parfois plusieurs fois. Ils n'ont pas d'organes excréteurs, ce sont plutôt les structures respiratoires qui sont responsables de ce processus.

Système Hemal

Le système sanguin ou hémal est considérablement réduit et ne joue pas de rôle important dans la circulation de l'animal, car ce phénomène est médié par l'action des cils péritonéaux.

Système nerveux

Le système nerveux est organisé en trois anneaux nerveux qui entourent le tube digestif. De là, les nerfs périphériques radiaux proviennent. Il n'y a pas de cerveau et les organes spécialisés pour détecter les stimuli environnementaux sont très peu nombreux.

Certains organes sensoriels présents dans le groupe sont: les chimiorécepteurs, les podiums, les tentacules terminaux et les statocystes.

Pour les stimuli lumineux, ils disposent de photorécepteurs simples qui leur permettent de discerner entre la présence et l'absence du stimulus lumineux. Le degré de développement du récepteur dépend dans une large mesure du groupe étudié.

Système respiratoire

Les différentes classes d'échinodermes se caractérisent par la présentation d'une grande variété d'organes respiratoires.

Les échinoïdes réguliers respirent à travers une série de branchies cutanées. Les astéroïdes ont des papules, les ophiurides respirent à travers les parois des bourses, tandis que les holothuroïdes respirent à travers les arbres respiratoires. Tous ont des pieds tubulaires pour effectuer le processus de respiration.

Système vasculaire aquifère

La caractéristique la plus remarquable des échinodermes est l'existence d'un système vasculaire aquifère. Il est formé d'une série de conduits, de réservoirs et de podiums superficiels.

Il est tapissé d'un épithélium avec des cils et l'intérieur contient un liquide de composition similaire à l'eau de mer, riche en ions potassium et en protéines.

Il est proposé que la fonction principale de ce système hydraulique soit liée à l'alimentation, et pourrait avoir joué, à titre secondaire, des rôles importants dans les processus de locomotion, d'excrétion et de respiration.

Le système est très efficace, il est composé d'une ouverture tournée vers l'extérieur, appelée madreporito, qui fonctionne comme une sorte de tamis et pourrait avoir des fonctions de régulation de pression.

Suivi de la madréporite, on trouve le canal de pierre, qui descend jusqu'à rencontrer le canal annulaire, où se trouvent les corps de Tiedemann et les vésicules Poli. Les premiers sont responsables de la production de colomocytes et les seconds sont des réservoirs de fluide.

Un canal radial provient du canal annulaire vers chacun des bras, relié aux pieds du tube par des canaux latéraux.

Taxonomie et classes

Le Phylum Echinodermata et le Phylum Hemichordata appartiennent à un Superphylum appelé Ambulacraria. Bien que les échinodermes soient souvent populaires, la plupart des gens ne connaissent pas les hémichordés ou les vers à gland.

Ces deux groupes partagent plusieurs caractéristiques communes, en plus d'être deutérostomés. Les deux ont un coelome tripartite, les stades larvaires sont assez similaires et ils ont un métanéphridium hautement spécialisé.

Le Phylum Echinodermata est composé d'environ 7 000 espèces d'organismes vivants et de plus de 20 000 espèces aujourd'hui éteintes. Au départ, ils sont divisés en deux sous-embranchements: Pelmatozoa et Eleutherozoa, où se trouvent les cinq classes qui composent le phylum.

Le système de classification traditionnel regroupe les formes ayant la capacité de se déplacer dans le sous-embranchement Eleutherozoa, contenant ainsi la plupart des espèces modernes.

Le nom de ce sous-embranchement vient du grec eleutheros, qui signifie libre, et zoon, qui signifie animal. La forme du corps des membres est hétérogène, avec des représentants de formes en étoile, allongées ou globulaires. Il est composé de quatre classes: Asteroidea, Ophiuroidea, Echinoidea et Holothuroidea.

En revanche, le sous-embranchement Pelmatozoa contenait des formes sessiles et pédonculées, formées surtout par les formes maintenant éteintes et par des crinoïdes vivants. Ensuite, nous décrirons chacune des classes actuelles d'échinodermes:

Classe Asteroidea

Les astéroïdes sont connus sous le nom d'étoiles de mer. Ils sont généralement pentamériques, bien qu'il existe des exceptions avec un nombre d'armes beaucoup plus important. Par exemple, le genre Heliaster peut avoir plus de 40 bras.

Sa morphologie est aplatie dans le sens de l'axe oro-aboral, se déplaçant le long de la surface buccale. Au centre du disque oral s'ouvre la bouche de l'individu, à partir de laquelle les bras rayonnent des sillons ambulacraux. Quatre rangées de podiums sont disposées dans chaque rangée.

Le squelette est constitué d'osselets dermiques calcaires aux formes qui ressemblent à une plaque, des bâtonnets ou des croix. Ces éléments sont unis grâce à la présence de tissu conjonctif.

La surface du corps est recouverte de nombreuses épines couvertes par l'épiderme. Ces protubérances font partie du squelette et peuvent reposer sur les osselets ou en être le prolongement.

Les pédicellaires se trouvent à la surface du corps. Ces structures jouent un rôle dans la protection et le nettoyage du corps. Les papules sont un autre type d'appendice corporel qui participe au processus d'excrétion et d'échange gazeux.

Le stade larvaire est connu sous le nom de bipinnaria, qui se transforme en brachylaria après l'apparition de trois bras courts supplémentaires.

Classe Ophiuroidea

Les étoiles sont considérées comme un groupe à succès, très diversifié et largement réparti dans toute la mer. Ces caractéristiques sont le résultat des excellentes capacités de mouvement du groupe.

La forme typique est de cinq bras minces, où le disque central est distingué - contrairement aux astéroïdes. Ils n'ont pas de rainures de tube, de podiums et de ventouses.

La fonction des osselets ressemble aux articulations des vertèbres et elles sont situées le long des bras.

Ils ont une paire de fentes appelées bourses, situées à la base des bras, une de chaque côté. Ceux-ci ont des cils qui, lorsqu'ils sont battus, provoquent un jet d'eau qui pénètre par l'ouverture périphérique et sort par l'ouverture buccale. Les murs des bourses servent de médiateur à l'échange de gaz.

Le stade larvaire est appelé ofiopluteus, et il a quatre bras avec des bandes de cils. La métamorphose n'inclut pas d'étape de fixation au substrat.

Classe Echinoidea

La classe Echinoideos comprend les oursins. Les membres de cette classe peuvent présenter un corps globuleux, comme les représentants les plus connus, ou être aplatis (comme des dollars ou des pièces de mer). Ils n'ont pas de bras, mais la coquille qui les entoure a une sorte de symétrie pentaradiale.

Chez les hérissons ordinaires, la surface du corps est recouverte d'épines mobiles et elles peuvent être de longueur différente. Les irréguliers, quant à eux, ont des épines plus courtes qui se conforment à leurs habitudes de fouille.

Il existe un appareil à mâcher appelé lanterne Aristote. C'est un composant notable de ce groupe et on le trouve dans les hérissons réguliers. La larve a six paires de bras et s'appelle échinopluteus.

Classe Holothuroidea

Les holothuries sont des concombres de mer. Ces organismes sont communs dans les eaux littorales du monde entier. Ils n'ont pas de bras et l'axe oro-aboral est allongé et ils reposent sur leur côté ventral.

Dans ce groupe, les osselets ont été réduits en particules microscopiques. Le système vasculaire aquifère a la particularité que la madréporite s'ouvre sur la cavité cœlomique générale. Pour cette raison, ce qui circule dans le système est du liquide provenant du coelome et non de l'eau.

Classe de crinoïdes

C'est le groupe d'échinodermes le plus primitif, et il est formé par les nénuphars, qui sont pédonculés et sédentaires, et par les comatulidés, qui sont libres.

Le corps des crinoïdes est formé par le pédoncule de fixation et la couronne. Le pédoncule est attaché à la couronne par le calice.

Les bras sont généralement ramifiés et présentent une série de rangées de renflements appelés pinnules.

La caractéristique la plus notable du groupe est l'absence de madréporite dans le système vasculaire de l'aquifère. La larve du groupe est appelée vélin.

la reproduction

Les échinodermes présentent les deux modes de reproduction de base: sexuée et asexuée. Les sexes sont généralement séparés, bien qu'un petit nombre d'exceptions hermaphrodites ait été signalé. Les gonades sont caractérisées par leur taille et leur multiplicité, à l'exception des holothuries.

Les conduits sont simples et il n'y a pas de dispositifs copulatoires ou de structures sexuelles secondaires visibles. La fécondation est externe, avec l'expulsion des gamètes mâles et femelles dans l'océan. Certains font éclore leurs œufs.

Le développement se fait par les stades larvaires. La larve a la capacité de nager librement et la symétrie est bilatérale - alors l'adulte, ou sous-adulte, prend la forme radiale caractéristique du groupe.

Chez certaines espèces d'astéroïdes, la reproduction peut se produire par des événements de division du disque central en deux parties. Ainsi, chacun est capable de générer un nouvel individu. Cet événement de reproduction asexuée est connu sous le nom de fisiparité.

En général, les échinodermes ont une capacité de régénération impressionnante, pouvant régénérer des parties ou des portions manquantes sous des formes adultes. Si un bras isolé conserve au moins une partie du disque central, tout l'animal peut se régénérer en moins d'un an.

Alimentation

Les étoiles de mer ont un régime alimentaire omnivore, tandis que d'autres ne peuvent se nourrir que de matières nutritives en suspension dans l'océan. Cependant, la plupart des espèces sont carnivores et se nourrissent de divers groupes d'invertébrés marins.

Les stars sont des filtreurs, des charognards ou des consommateurs de matière organique. L'obtention de nourriture est médiée par des épines, des podiums et des cils. La plupart des oursins sont omnivores et leur régime alimentaire se compose d'algues et de matière organique. Les crinoïdes sont des filtreurs.

Il n'y a aucune espèce avec des habitudes de vie parasites. Cependant, certaines espèces commensales ont été identifiées. En revanche, une grande variété d'organismes marins utilisent les échinodermes pour la vie, y compris les formes parasites et commensales.

Habitat et répartition

Tous les échinodermes habitent les zones marines. Ils sont incapables de vivre dans des environnements d'eau douce, car ils ne disposent pas d'un appareil osmorégulateur qui permet l'équilibre nécessaire dans leurs fluides internes. Ils se trouvent généralement dans les zones profondes.

Évolution

Les archives fossiles

Ils sont un groupe ancien datant au moins de la période cambrienne. Selon les archives fossiles, l'un des premiers échinodermes était Arkarua, bien que l'identification du spécimen soit une question controversée parmi les experts en phylum.

Il existe plusieurs hypothèses qui tentent d'expliquer l'origine possible de ce groupe animal énigmatique et particulier. Il est clair qu'ils proviennent d'un groupe qui présentait une symétrie bilatérale, puisque la larve commence son développement en étant bilatéral, bien que plus tard, elle soit modifiée en radiale.

Évolution de la symétrie

Il est suggéré que les premiers échinodermes étaient des formes sessiles, et leur forme radiale est une caractéristique adaptative qui donne des avantages à une existence sans mouvements libres dans l'eau.

Une forme bilatérale est comprise comme une adaptation à la vie en mouvement, car elle fournit une directivité, contrairement à la symétrie radiale.

Les preuves suggèrent que les pressions sélectives auxquelles ils ont été exposés ont favorisé l'augmentation de la fréquence des formes avec la capacité de se déplacer, malgré le fait qu'elles ont conservé une symétrie radiale.

Puisque la symétrie bilatérale favorise les animaux en mouvement, trois groupes au sein des échinodermes possèdent un tel modèle de surface - obtenu secondairement. Ce sont les concombres de mer et deux groupes d'oursins.

Références

1. Barnes, RD (1983). Zoologie des invertébrés. Interaméricain.
2. Brusca, RC et Brusca, GJ (2005). Invertébrés. McGraw-Hill.
3. French, K., Randall, D. et Burggren, W. (1998). Eckert. Physiologie animale: mécanismes et adaptations. McGraw-Hill.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC et Garrison, C. (2001). Principes intégrés de zoologie (Vol. 15). McGraw-Hill.
5. Irwin, MD, Stoner, JB et Cobaugh, AM (éd.). (2013). Zookeeping: une introduction à la science et à la technologie. Presse de l'Université de Chicago.
6. Marshall, AJ et Williams, WD (1985). Zoologie. Invertébrés (Vol. 1). J'ai inversé.