Invertébrés marins

Éponges

Il existe entre 9 000 et 15 000 espèces d’éponges classées dans le Phylum Porifera. Les éponges sont des animaux relativement simples qui ont pris naissance avec la première vie animale à l’époque précambrienne.

L’anatomie d’une éponge typique est organisée de sorte que les flagelles à l’intérieur de l’éponge tirent l’eau dans de petits trous (ostie) dans le corps et expulsent les déchets par de plus grands trous (oscula). Les espèces d’éponges ont une variété de plans corporels qui fournissent une structure, y compris un support par des fibres organiques (Classe Demospongiae – 90% des espèces d’éponges), des spicules calcaires (Classe Calcarea ~ 400 espèces) et des spicules siliceux (Classe Hexactinellida) ou des combinaisons de ceux-ci.

Le plan corporel d’une éponge s’est adapté pour filtrer les petites particules alimentaires de l’eau qui passe, ce qui leur permet de résider dans la plupart des habitats, y compris les plateaux polaires et les cavernes sous-marines qui contiennent souvent très peu de nutriments.

Comme d’autres animaux, les éponges se développent également extrêmement lentement dans les eaux froides telles que celles de l’Antarctique. Les estimations d’âge basées sur les taux de croissance d’une éponge de verre (Scolymastra joubini) dans la mer de Ross se situaient entre 15 000 et 23 000 ans, ce qui signifie que le spécimen semble être l’animal ayant la plus longue vie sur terre à ce jour. Les éponges sont souvent étudiées par les scientifiques pour trouver des indices sur les premières formes de vie sur Terre avec plus d’une cellule.

Les éponges sont hermaphrodites et sont capables de se reproduire à la fois sexuellement et asexuellement. La plupart des éponges se reproduisent généralement par reproduction sexuée, où les spermatocytes (spermatocytes) se développent à partir de choanocytes (cellules du collier) et les œufs se développent à partir d’ovocytes. Lorsque les conditions environnementales sont favorables, les spermatocytes sont éjectés dans les courants sortants et les œufs, une fois fécondés à l’intérieur de l’éponge dans certaines éponges, se développent en larves flagellées qui nagent comme du plancton jusqu’à ce qu’ils trouvent un endroit approprié pour s’installer et devenir des adultes. La reproduction asexuée se produit lorsque les conditions environnementales favorables se détériorent et comprend à la fois la régénération (régénération à partir de fragments), le bourgeonnement (des groupes de cellules se différencient en petites éponges qui sont ensuite libérées à l’extérieur ou expulsées par le canal central (oscula)), ou la formation de gemmules (« gousses de survie » de cellules non spécialisées qui restent dormantes jusqu’à ce que les conditions s’améliorent et forment ensuite de nouvelles éponges ou recolonisent les squelettes de leurs parents).

Les éponges sont consommées par les chitons, les escargots, les nudibranches, les tortues, les poissons et les insectes. Ils abritent des anémones de mer, des polychètes, des pieuvres, des copépodes, des zoanthidés, des crevettes, des étoiles fragiles, des amphipodes, des bernacles et des poissons. Il existe de nombreuses relations symbiotiques entre les animaux et les éponges.

Les éponges composées de fibres organiques (démosponges) sont utilisées par l’homme depuis des milliers d’années à des fins de nettoyage et autres. La plongée sur éponges a considérablement diminué en raison de la surpêche et la plupart des éponges de nos jours sont maintenant synthétiques.

Cnidaires

Le Phylum Cnidaria ((« Ny-DARE-eeya ») se compose d’environ 10 000 espèces d’animaux « simples » que l’on ne trouve que dans les habitats marins et comprend la Classe des Anthozoaires (coraux et anémones de mer), la Classe des hydrozoaires (hydrozoaires), la Sous-classe des Médusozoaires : Classe des Cubozoaires (méduses à boîtes), Classe des Scyphozoaires (méduses) et Classe des Staurozoa qui contient l’ordre des Stauromedusae (méduses à tiges). Le phylum Cnidaria peut également contenir la famille des Polypodiidae et la Famille des Tetraplatidae. Les espèces de cnidaires ont des cellules urticantes spéciales appelées cnidocytes (voir figure). Les cnidaires ont évolué au cours de l’ère précambrienne et comptent parmi les premières formes de vie multicellulaires connues.

La plupart des cnidaires ont un plan corporel très basique qui comprend une cavité digestive avec une ouverture. Cette ouverture fonctionne à la fois comme la bouche et l’anus pour l’organisme. Les seuls vrais organes chez les cnidaires sont les gonades. La plupart des cnidaires sont symétriques, une observation appelée « symétrie radiale. »Les cnidaires ont également un ectoderme (tissu qui recouvre les surfaces externes du corps) et un endoderme (couche interne de cellules formant les voies gastro-intestinales et respiratoires et les organes internes). L’ectoderme est relié à l’endoderme par une substance semblable à un gel connue sous le nom de mésoglée. Les cnidaires utilisent un réseau nerveux et des récepteurs très basiques pour que les impulsions se déplacent. L’oxygène est absorbé directement par l’eau à travers les tissus.

Les organismes des cnidaires capturent et tuent leurs proies à l’aide de cnidocystes, ou cellules urticantes, autour de leur bouche qui envoient des barbes urticantes qui immobilisent leurs proies et aident à les protéger contre les prédateurs. Une fois la proie capturée, les tentacules la déplacent dans la cavité gastrovasculaire centrale où elle est digérée. Les déchets sont ensuite expulsés par la bouche.

Les quatre classes de cnidaires sont les Anthozoaires, les Hydrozoaires, les Scyphozoaires et les Cubozoaires. Les anémones, les coraux et les gorgones font partie de la classe des anthozoaires, qui ont été les premiers à diverger au cours de l’évolution. Les Portugais man-o-wars et obelia sont des exemples d’animaux dans les Hydrozoaires, les méduses sont dans la classe des Scyphozoaires et les gelées à boîtes sont dans la classe des Cubozoaires.

Les espèces de cnidaires ont une variété de cycles de vie. Certains alternent entre des méduses nageant librement et des polypes asexués en fonction de leur environnement. Dans certains groupes comme les anthozoaires, les organismes ne parviennent jamais au stade des méduses nageant librement, mais vivent plutôt toute leur vie comme un polype immobile. Les organismes des groupes Scyphozoa et Cubozoa passent la majeure partie de leur vie au stade médusal. Les méduses peuvent mesurer de quelques millimètres à 30 mètres de long, y compris les tentacules. Certains, comme les Siphonophores, sont des individus mais peuvent vivre en colonies et apparaître comme un seul organisme.

Vers marins

Les vers marins peuvent être placés dans plus de dix phyla différents et se présentent dans une variété de couleurs, de formes et de tailles. Les vers marins sont souvent confondus avec d’autres animaux au corps mince et long. La plupart des vers marins sont regroupés dans les Annélides, un groupe qui comprend les Polychètes (vers à poils), les Oligochètes, les Hirudinae et l’Eunice aphroditois. Les polychètes se trouvent le plus souvent près du rivage et nagent ou rampent à l’aide d’une paire de pattes trouvées sur chaque segment de leur corps. Les oligochètes, qui comprennent les vers de terre, se trouvent principalement sur terre et la sous-classe des Hirudinae comprend les sangsues qui vivent généralement dans des environnements d’eau douce. Certaines espèces de vers marins, comme le ver de feu barbu, peuvent donner une mauvaise piqûre brûlante aux humains lorsqu’elles sont manipulées.

La structure corporelle d’une annélide se compose d’une extrémité avant avec un prostomium, également appelée tête significativement définie. La plupart des annélides ont deux paires d’yeux, trois antennes, un pharynx ou une trompe servant à manger de la nourriture et des cirres en forme de tentacules pour sonder les environs. Un exemple de la biodiversité des espèces de vers est le Sipunculide également connu sous le nom de ver d’arachide. Ce ver se creuse dans un trou sous les rochers, mange de la matière organique, n’a pas de segments et ressemble à une arachide lorsqu’il tire sa trompe sur lui-même.

En général, les vers marins vivent sous les roches près du bord de l’océan, dans les algues ou partout où il y a de la boue ou du sable. Les espèces de vers marins peuvent être annelées, segmentées ou plates et comprennent des vers creusant des tubes, des vers vivant dans des terriers, des vers à ruban et des vers d’arachide.

Certaines annélides communes comprennent la Galeoloaria qui fait des tubes, le ver de feu piquant, le ver à écailles courtes et l’énorme Eunice aphroditois. Les vers tubulaires forment en fait un tube avec une coquille dure et se replient dans la coquille lorsqu’ils sont menacés. Le ver de l’arbre de Noël a de nombreux tentacules ressemblant à des plumes aux couleurs vives en forme d’arbre de Noël utilisé pour filtrer les aliments de l’eau.

Lophophorates

Les lophophorates sont caractérisés par un organe d’alimentation spécial appelé lophophore qui est une extension de la paroi du corps en une structure tentaculaire qui entoure la bouche et qui est en forme de U ou circulaire. Le lophophore est utilisé pour piéger les particules alimentaires flottantes dans les courants de passage (alimentation en suspension). Les tentacules entourant la bouche sont généralement creux et la bouche est généralement située à l’intérieur du lophophore. L’anus est du même côté du corps mais à l’extérieur du lophophore. Les lophophorates comprennent les phyla Phoronida, les Bryozoaires (Ectoprocta) et les Brachiopoda et sont apparentés aux phyla des Mollusques et des Annélides. De nombreux lophophorates ont des tubes, des coquilles ou des exosquelettes pour se protéger. Ils sont généralement sessiles (non mobiles), benthiques (habitants des fonds marins) et vivent dans l’eau salée, bien qu’il y ait quelques lophophorates d’eau douce dans le Phylum des bryozoaires.

Les bryozoaires du Phylum contiennent des Gymnolaemata de classe (bryozoaires marins) et des Phylactolaemata de classe (bryozoaires d’eau douce ~ 50 espèces) et sont des animaux coloniaux minuscules bien que visibles qui ressemblent un peu à de minuscules colonies de coraux qui construisent également des squelettes de carbonate de calcium (bien que certaines espèces manquent de calcification et soient à la place mucilagineuses (faites de boue)). Les membres du phylum des bryozoaires sont connus sous le nom de « mousses » ou de « nattes marines » et ils préfèrent généralement les eaux tropicales chaudes, mais sont connus dans le monde entier. Il y a environ 8 000 espèces vivantes, avec plusieurs fois celles connues dans les archives fossiles. Les bryozoaires fossiles sont communs dans le monde entier dans les roches sédimentaires représentant des habitats marins peu profonds, en particulier dans les roches d’âge paléozoïque.

Les bryozoaires se trouvent généralement sur des substrats durs tels que des roches, des coquillages, du bois, des lames de varech et des navires qui peuvent être fortement incrustés de bryozoaires. Certaines colonies de bryozoaires forment également des colonies directement sur les sédiments marins. Les bryozoaires ont été trouvés à des profondeurs de 8 200 m (27 000 pieds) bien que la plupart habitent des eaux moins profondes et plus chaudes. La plupart des bryozoaires sont sessiles bien que quelques-uns puissent se faufiler et certains bryozoaires non coloniaux vivent et se déplacent dans les espaces entre les grains de sable. Une espèce semble gagner sa vie en flottant dans l’océan Austral.

Presque tous les bryozoaires sont des animaux formant des colonies avec souvent des millions d’individus dans chaque colonie. La taille des colonies varie de millimètres à mètres, mais les individus qui les composent (appelés zoidés) sont minuscules, généralement de moins d’un millimètre de long. Dans chaque colonie, différents individus ou zooïdes assument des fonctions différentes. Certains recueillent de la nourriture pour la colonie (autozooïdes) tandis que d’autres se sont spécialisés pour différentes fonctions (hétérozooïdes) telles que les kenozooïdes qui fournissent un support structurel et les vibracula qui ont de longues structures en forme de fouet qu’ils utilisent pour éliminer les débris de la surface de la colonie. Il n’existe qu’une seule espèce solitaire connue, Monobryozoon ambulans, qui ne forme pas de colonies.

Les squelettes de bryozoaires se développent sous une variété de formes et de motifs: en forme de monticule, en éventails de dentelle, en rameaux ramifiés et même en forme de tire-bouchon. Leurs squelettes ont de nombreuses ouvertures minuscules, chacune abritant un zooïde. Ils ont également un corps cœlomé avec un canal alimentaire ou un intestin en boucle, s’ouvrant à la bouche et se terminant à l’anus. Ils se nourrissent avec une structure ciliée spécialisée appelée lophophore, qui est une couronne de tentacules entourant la bouche. Leur régime alimentaire se compose de petits micro-organismes, y compris des diatomées et d’autres algues unicellulaires. À leur tour, les bryozoaires sont la proie d’organismes brouteurs tels que les oursins et les poissons. Les bryozoaires n’ont aucun système respiratoire ou circulatoire défini en raison de leur petite taille. Cependant, ils ont un système nerveux simple et un système squelettique hydrostatique. Plusieurs études ont été entreprises sur la cristallographie de squelettes de bryozoaires, révélant une suite de tissu complexe de cristallites orientées de calcite ou d’aragonite au sein d’une matrice organique – voir par exemple Hall et al. (2002).

Les tentacules des bryozoaires sont ciliés, et le battement des cils crée un puissant courant d’eau qui entraîne l’eau avec les particules alimentaires entraînées (principalement le phytoplancton) vers la bouche.

En raison de leur petite taille, les bryozoaires n’ont pas besoin d’un système sanguin. L’échange gazeux se produit sur toute la surface du corps, mais en particulier à travers les tentacules du lophophore.

Les bryozoaires peuvent se reproduire à la fois sexuellement et asexuellement. Tous les bryozoaires, pour autant que l’on sache, sont hermaphrodites (ce qui signifie qu’ils sont à la fois mâles et femelles). La reproduction asexuée se produit en bourgeonnant de nouveaux zooïdes à mesure que la colonie grandit, et est le principal moyen par lequel une colonie s’agrandit en taille. Si un morceau d’une colonie de bryozoaires se détache, le morceau peut continuer à croître et former une nouvelle colonie. Une colonie ainsi formée est entièrement composée de clones d’individus génétiquement identiques) du premier animal, qui s’appelle l’ancestrula.

Une espèce de bryozoaire, Bugula neritina, présente un intérêt actuel en tant que source de produits chimiques cytotoxiques, les bryostatines, faisant l’objet d’études cliniques en tant qu’agents anticancéreux.

Les relations les plus proches des Bryozoaires semblent être les brachiopodes.

Mollusques

Les animaux classés dans le phylum des mollusques ont une forme extrêmement diversifiée, mais tous ont un plan corporel assez simple. Les mollusques familiers comprennent les huîtres, les chitons, les palourdes, les escargots, les limaces, les poulpes et les calmars. La plupart des mollusques ont un corps mou et une coquille dure ou « calcaire ». De nombreux mollusques utilisent les muqueuses et les cils pour manger, se déplacer et se reproduire. Il y a plus de 110 000 espèces dans le phylum Mollusca, plus que tous les autres phylums à l’exception des Arthropodes. À quelques exceptions près, toutes les espèces vivantes de mollusques sont classées sous Gastropoda ou Bivalvia. Une autre classe importante est les céphalopodes. Certains scientifiques ont déterminé qu’il y a plus de biomasse de mollusques marins que tout autre animal sur terre.

Les mollusques se reproduisent par fécondation externe où les ovules et les spermatozoïdes sont libérés dans l’eau. Chez certains mollusques plus complexes, la fécondation peut avoir lieu en interne après de longs rituels de parade nuptiale et des danses de mollusques. La plupart des escargots les plus sophistiqués sont hermaphrodites. Certains passent par des phases où ils alternent le sexe, d’autres sont à la fois féminins et masculins.

Presque tous les mollusques vivant en eau douce sont des gastéropodes bien que quelques bivalves puissent être trouvés dans les eaux saumâtres. Certaines espèces de mollusques se sont adaptées à la vie terrestre mais ne peuvent vivre que dans des environnements humides. Les mollusques terrestres doivent avoir la capacité de réguler leur température, de respirer de l’air, de faire des œufs plus gros et de maintenir le niveau d’humidité en conservant l’eau. Les escargots qui vivent dans la zone littorale de l’océan présentent souvent des adaptations similaires à celles des escargots terrestres ou terrestres. Les escargots de la classe des Pulmonata se sont si bien adaptés à la vie terrestre qu’ils peuvent être trouvés à haute altitude. D’autres escargots de Pneumata qui pouvaient autrefois respirer de l’air sont redevenus vivants dans l’eau.

Les mollusques peuvent être trouvés dans tous les habitats de l’océan. Certains bivalves comme les Protobranchiés, se trouvent même dans des eaux de 9 000 m ou de 29 500 pieds de profondeur. Les céphalopodes les plus avancés pourraient être considérés comme les invertébrés les plus sophistiqués. Les animaux comme les calmars, les seiches et les pieuvres ont un cerveau relativement « énorme » et se déplacent en utilisant leurs bras, leurs nageoires et leurs siphons (d’une manière similaire à la propulsion à réaction).

Arthropodes

Arthropoda est le plus grand phylum du système taxonomique et est composé d’insectes, de crustacés et d’arachnides. Près de 4/5 de tous les animaux vivants sont des arthropodes.

Cet ancien phylum remonte aux premiers jours de la période cambrienne.

Les arthropodes sont caractérisés par un plan corporel segmenté avec une tête, un abdomen et un thorax et des jambes ou des appendices sur chaque segment avec un exosquelette rigide fait de chitine. Les arthropodes utilisent leurs appendices pour se nourrir, comme mécanismes sensoriels et pour la locomotion. Les arthropodes aquatiques utilisent des branchies pour la respiration.

Bien que les araignées soient probablement les arthropodes les plus familiers, les homards, les crabes, les bernaches et les crevettes de la classe des Crustacés font également partie de ce phylum.

Les arthropodes sont les plus étroitement apparentés aux Annelida, ou vers segmentés. Les cinq principaux sous-groupes du phylum sont les Trilobites, les Myriapodes, les Chélicères, les Crustacés et les Hexapodes.

Échinodermes

Les échinodermes n’ont pas de tête et ont une symétrie radiale à cinq points. Ces animaux fascinants ne vivent que dans des environnements marins. Ils ont un endosquelette fait de plaques calcaires, qui est souvent protégé par des épines. Les plaques qui composent l’endosquelette supportent souvent les épines et enferment le cœlome, une caractéristique anatomique utilisée pour le mouvement, la respiration, la collecte de nourriture et comme mécanisme sensoriel. Le cœlome abrite également les organes reproducteurs et le canal alimentaire.

On trouve des échinodermes dans tous les océans et dans toutes les zones avec environ 6 000 espèces décrites.

Les deux sous-espèces principales du phylum Echinodermata sont les éleuthérozoaires et les Pelmatozoaires.

La sous-espèce Eleutherozoa contient les superclasses Asterozoa et Cryptosyringida.

La superclasse Asterozoa contient les étoiles de mer/étoiles de mer de la Classe Asteroidea et de la classe éteinte Somasteroidea.

La superclasse Cryptosyringida contient la classe Echinoidea (oursins cardiaques, dollars des sables et oursins), la classe Holothuroidea (concombres de mer) et la classe Ophiuroidea (étoiles de panier, étoiles cassantes et étoiles de serpent).

La sous-espèce Pelmatozoa contient la classe des Crinoidea (étoiles de plumes et nénuphars).

Les échinodermes matures ont cinq points orientés vers l’extérieur depuis le centre du corps avec une bouche en dessous et l’anus en haut. Il existe cependant des exceptions à ce plan; certains échinodermes n’ont pas d’anus et d’autres, comme les crinoïdes, ont à la fois la bouche et l’anus du même côté du corps. Les scientifiques désignent le côté du corps avec la bouche comme le côté oral et le côté avec l’anus comme le côté aboral. Les crinoïdes, les ophiuroïdes et les holothuroïdes ont des pieds tubulaires pour aider à recueillir les particules alimentaires flottant vers leur corps. D’autres types d’échinodermes comme les astéroïdes sont carnivores et entoureront ou jetteront leur estomac sur leurs proies. Certains échinoïdes ont même des dents utilisées pour mâcher et démanteler les plantes et les petits animaux.

La plupart des échinodermes reproduisent des larves sexuellement productrices qui se nourrissent de phytoplancton jusqu’à maturité. Certaines espèces d’échinodermes développent leur progéniture dans des sacs embryonnaires situés à l’extérieur de leur corps.

Les échinodermes ont des systèmes vasculaires aquatiques fascinants qui proviennent probablement d’une sorte de système respiratoire qui a évolué pour inclure la collecte de nourriture et le mouvement. Ils accomplissent ces tâches grâce à l’utilisation de leurs nombreux pieds tubulaires creux qui ressemblent à des tentacules. Il y a deux rangées de pieds tubulaires à l’extérieur du corps qui se remplissent d’eau de mer de sorte que lorsque l’animal se dilate ou se contracte, de l’eau est aspirée dans les pieds. Une fois remplis, les pieds s’étendent vers l’extérieur permettant à l’animal de marcher. Les ventouses situées à l’extrémité des pieds du tube sont souvent utilisées pour attraper des proies ou pour s’accrocher à des objets solides lorsque l’échinoderme veut rester attaché à quelque chose.

L’échinoderme le plus familier connu de l’homme est probablement l’étoile de mer, classée dans les superclasses Asterozoa et Cryptosyringida. Il existe deux classes d’étoiles de mer qui comprennent les Asteroidea et les Ophiuroidea. Les étoiles de mer vraies et les étoiles du soleil sont dans la classe Asteroidea tandis que les étoiles fragiles et les étoiles de panier sont dans la classe Ophiuroidea.

Les échinodermes de la classe des Asteroidea ont des bras qui sont reliés en douceur au corps; les échinodermes des Ophiuroidea ont des bras qui jaillissent d’un centre en forme de disque. Les deux sont capables de régénérer leurs membres lorsque l’un est rompu. Dans certains cas, un membre perdu peut générer une toute nouvelle étoile de mer. Les petites bosses au-dessus de l’étoile de mer sont appelées branchies dermiques et sont utilisées pour absorber l’oxygène de l’eau pour la respiration. Les pédicellaires sont de petits appendices utilisés pour éloigner les corps étrangers de l’étoile de mer. La madréporite est une ouverture dure sur le côté aboral de l’étoile de mer utilisée pour réguler et filtrer l’eau de mer.

Les étoiles de mer ont également une structure semblable à un œil à l’extrémité de chaque bras, appelée œilleton, utilisée pour détecter la lumière.

Hémichordés

Les hémichordés sont un phylum relativement petit. Ces créatures sont extrêmement importantes pour l’étude de l’évolution des vertébrés. Ils sont caractérisés par un corps divisé en trois zones principales: le lobe préoral, le collier et le tronc. Les hémichordés sont des chordés partiels et sont étroitement liés aux premiers chordés. Selon l’analyse de l’ADN, les hémichordés sont étroitement liés aux échinodermes, ce qui est également apparent lors des observations des stades larvaires des hémichordés et des échinodermes. Les hémichordés ont des fentes branchiales, une structure qui ressemble à une notochorde mais s’appelle la stomochorde, un cordon nerveux dorsal et un cordon nerveux ventral réduit.

Il existe trois classes d’hémichordés qui comprennent les Enteropneusta, les Pterobranchia et les Graptolithina. La classe la plus connue est l’Enteropneusta ou « vers de gland ». Les vers de gland ont des fentes branchiales, s’enfouissent dans les sédiments et se nourrissent probablement de saleté et de détritus. Ils peuvent atteindre jusqu’à 2,5 m ou 8 pieds de longueur, mais la plupart sont en fait assez petits. Dans la classe des Pterobranchia, il n’y a que quelques espèces particulièrement différentes des vers du gland. Les ptérobranches vivent en colonies reliées par des stolons en forme de tige. Chaque petit individu est appelé zooïde et possède une fente branchiale. Les Graptolithina sont les plus connus dans les archives fossiles datant de l’Ordovicien et du Silurien.

Wikipédia: Cnidaires
Introduction au Hemichordata – Musée de Paléontologie, Université de Californie, Berkeley
Wikipédia: Lophophorate, Wikipédia: Arthropode, Wikipedia: Sponge, Wikipedia: Bryozoaires
Bryozoaires récents et fossiles
Vers – Vie sur les bords de mer australiens par Keith Davey
UCMP: Calcarea
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