Biologie
Objectifs d’apprentissage
À la fin de cette section, vous pourrez ::
- Comparer les caractéristiques structurelles et organisationnelles des Porifera et des Cnidaria
- Décrire le développement progressif des tissus et leur pertinence pour la complexité animale
Le phylum Cnidaria comprend des animaux présentant une symétrie radiale ou biradiale et diploblastiques, c’est-à-dire qu’ils se développent à partir de deux couches embryonnaires. Presque tous les cnidaires (environ 99%) sont des espèces marines.
Les cnidaires contiennent des cellules spécialisées appelées cnidocytes (“cellules urticantes “) contenant des organites appelés nématocystes (dards). Ces cellules sont présentes autour de la bouche et des tentacules et servent à immobiliser les proies avec les toxines contenues dans les cellules. Les nématocystes contiennent des fils enroulés qui peuvent porter des barbes. La paroi externe de la cellule présente des projections ressemblant à des poils appelées cnidociles, qui sont sensibles au toucher. Lorsqu’elles sont touchées, les cellules sont connues pour tirer des fils enroulés qui peuvent soit pénétrer la chair de la proie ou des prédateurs des cnidaires (voir), soit la piéger. Ces fils enroulés libèrent des toxines dans la cible et peuvent souvent immobiliser les proies ou effrayer les prédateurs.
Regardez cette animation vidéo montrant deux anémones engagées dans une bataille.
Les animaux de ce phylum présentent deux plans morphologiques distincts : polype ou “tige” et méduse ou “cloche” (). Un exemple de forme de polype est Hydra spp.; les animaux médusoïdes les plus connus sont peut-être les gelées (méduses). Les formes de polype sont sessiles à l’âge adulte, avec une seule ouverture vers le système digestif (la bouche) tournée vers le haut avec des tentacules l’entourant. Les formes de méduse sont mobiles, avec la bouche et les tentacules suspendus à une cloche en forme de parapluie.
Certains cnidaires sont polymorphes, c’est-à-dire qu’ils ont deux plans corporels au cours de leur cycle de vie. Un exemple est l’hydroïde colonial appelé Obélia. La forme de polype sessile a, en fait, deux types de polypes, montrés dans. Le premier est le gastrozooïde, qui est adapté pour capturer des proies et se nourrir; l’autre type de polype est le gonozooïde, adapté au bourgeonnement asexué de méduse. Lorsque les bourgeons reproducteurs mûrissent, ils se détachent et deviennent des méduses nageant librement, qui sont mâles ou femelles (dioïques). La méduse mâle fait du sperme, tandis que la méduse femelle fait des œufs. Après la fécondation, le zygote se développe en une blastula, qui se développe en une larve de planula. La larve nage librement pendant un certain temps, mais finit par s’attacher et un nouveau polype reproducteur colonial se forme.
Cliquez ici pour suivre le cycle de vie de l’Obelia.
Tous les cnidaires montrent la présence de deux couches membranaires dans le corps qui sont dérivées de l’endoderme et de l’ectoderme de l’embryon. La couche externe (de l’ectoderme) est appelée épiderme et tapisse l’extérieur de l’animal, tandis que la couche interne (de l’endoderme) est appelée gastroderme et tapisse la cavité digestive. Entre ces deux couches de membrane se trouve une couche conjonctive mésoglée non vivante, semblable à de la gelée. En termes de complexité cellulaire, les cnidaires montrent la présence de types cellulaires différenciés dans chaque couche tissulaire, tels que les cellules nerveuses, les cellules épithéliales contractiles, les cellules sécrétant des enzymes et les cellules absorbant les nutriments, ainsi que la présence de connexions intercellulaires. Cependant, le développement d’organes ou de systèmes d’organes n’est pas avancé dans ce phylum.
Le système nerveux est primitif, avec des cellules nerveuses dispersées dans tout le corps. Ce réseau nerveux peut montrer la présence de groupes de cellules sous forme de plexi nerveux (plexus singulier) ou de cordons nerveux. Les cellules nerveuses présentent des caractéristiques mixtes de neurones moteurs et sensoriels. Les molécules de signalisation prédominantes dans ces systèmes nerveux primitifs sont des peptides chimiques, qui remplissent à la fois des fonctions excitatrices et inhibitrices. Malgré la simplicité du système nerveux, il coordonne le mouvement des tentacules, l’attraction des proies capturées vers la bouche, la digestion des aliments et l’expulsion des déchets.
Les cnidaires effectuent une digestion extracellulaire au cours de laquelle la nourriture est prise dans la cavité gastrovasculaire, des enzymes sont sécrétées dans la cavité et les cellules qui tapissent la cavité absorbent les nutriments. La cavité gastrovasculaire n’a qu’une seule ouverture qui sert à la fois de bouche et d’anus, ce qu’on appelle un système digestif incomplet. Les cellules cnidaires échangent de l’oxygène et du dioxyde de carbone par diffusion entre les cellules de l’épiderme avec de l’eau dans l’environnement, et entre les cellules du gastroderme avec de l’eau dans la cavité gastrovasculaire. L’absence de système circulatoire pour déplacer les gaz dissous limite l’épaisseur de la paroi corporelle et nécessite une mésoglée non vivante entre les couches. Il n’y a pas de système ni d’organes excréteurs, et les déchets azotés se diffusent simplement des cellules dans l’eau à l’extérieur de l’animal ou dans la cavité gastrovasculaire. Il n’y a pas non plus de système circulatoire, les nutriments doivent donc passer des cellules qui les absorbent dans la muqueuse de la cavité gastrovasculaire à travers la mésoglée vers d’autres cellules.
Le phylum Cnidaria contient environ 10 000 espèces décrites réparties en quatre classes: Anthozoaires, Scyphozoaires, Cubozoaires et Hydrozoaires. Les anthozoaires, les anémones de mer et les coraux, sont tous des espèces sessiles, tandis que les scyphozoaires (méduses) et les cubozoaires (gelées à boîtes) sont des formes nageantes. Les hydrozoaires contiennent des formes sessiles et des formes coloniales nageantes comme la Guerre des Portugais.
La classe des anthozoaires comprend tous les cnidaires qui présentent uniquement un plan de corps de polype; en d’autres termes, il n’y a pas de stade méduse dans leur cycle de vie. Les exemples incluent les anémones de mer (), les enclos marins et les coraux, avec un nombre estimé de 6 100 espèces décrites. Les anémones de mer sont généralement de couleur vive et peuvent atteindre une taille de 1,8 à 10 cm de diamètre. Ces animaux sont généralement de forme cylindrique et sont attachés à un substrat. Une ouverture buccale est entourée de tentacules portant des cnidocytes.
La bouche d’une anémone de mer est entourée de tentacules qui portent des cnidocytes. L’ouverture de la bouche en forme de fente et le pharynx sont bordés d’une rainure appelée siphonophore. Le pharynx est la partie musculaire du système digestif qui sert à ingérer et à ingérer des aliments, et peut s’étendre jusqu’aux deux tiers de la longueur du corps avant de s’ouvrir dans la cavité gastrovasculaire. Cette cavité est divisée en plusieurs chambres par des cloisons longitudinales appelées mésentères. Chaque mésentère est constitué d’une couche cellulaire ectodermique et d’une couche cellulaire endodermique avec la mésoglée prise en sandwich entre les deux. Les mésentères ne divisent pas complètement la cavité gastrovasculaire et les cavités plus petites fusionnent à l’ouverture pharyngée. L’avantage adaptatif des mésentères semble être une augmentation de la surface d’absorption des nutriments et des échanges gazeux.
Les anémones de mer se nourrissent de petits poissons et de crevettes, généralement en immobilisant leurs proies à l’aide des cnidocytes. Certaines anémones de mer établissent une relation mutualiste avec les crabes ermites en s’attachant à la carapace du crabe. Dans cette relation, l’anémone reçoit des particules de nourriture des proies capturées par le crabe, et le crabe est protégé des prédateurs par les cellules urticantes de l’anémone. Les poissons anémones, ou poissons-clowns, sont capables de vivre dans l’anémone car ils sont immunisés contre les toxines contenues dans les nématocystes.
Les anthozoaires restent polypoïdes tout au long de leur vie et peuvent se reproduire de manière asexuée par bourgeonnement ou fragmentation, ou sexuellement en produisant des gamètes. Les deux gamètes sont produits par le polype, qui peut fusionner pour donner naissance à une larve de planula nageant librement. La larve s’installe sur un substrat approprié et se développe en polype sessile.
Classe Scyphozoa
La classe Scyphozoa comprend toutes les gelées et est exclusivement une classe marine d’animaux avec environ 200 espèces connues. La caractéristique déterminante de cette classe est que la méduse est le stade le plus important du cycle de vie, bien qu’il y ait un stade de polype présent. Les membres de cette espèce mesurent de 2 à 40 cm de longueur, mais la plus grande espèce de scyphozoaire, Cyanea capillata, peut atteindre une taille de 2 m de diamètre. Les scyphozoaires présentent une morphologie caractéristique en forme de cloche ().
Chez la méduse, une ouverture buccale est présente sur la face inférieure de l’animal, entourée de tentacules porteurs de nématocystes. Les scyphozoaires vivent la majeure partie de leur cycle de vie en tant que carnivores solitaires nageant librement. La bouche mène à la cavité gastrovasculaire, qui peut être sectionnée en quatre sacs interconnectés, appelés diverticules. Chez certaines espèces, le système digestif peut être encore ramifié en canaux radiaux. Comme les septa chez les anthozoaires, les cellules gastrovasculaires ramifiées remplissent deux fonctions: augmenter la surface d’absorption et de diffusion des nutriments; ainsi, plus de cellules sont en contact direct avec les nutriments dans la cavité gastrovasculaire.
Chez les scyphozoaires, les cellules nerveuses sont dispersées dans tout le corps. Les neurones peuvent même être présents dans des grappes appelées rhopales. Ces animaux possèdent un anneau de muscles tapissant le dôme du corps, qui fournit la force contractile nécessaire pour nager dans l’eau. Les scyphozoaires sont des animaux dioïques, c’est-à-dire que les sexes sont séparés. Les gonades sont formées à partir du gastroderme et les gamètes sont expulsés par la bouche. Les larves de Planula sont formées par fécondation externe; elles se déposent sur un substrat sous une forme polypoïde appelée scyphistome. Ces formes peuvent produire des polypes supplémentaires par bourgeonnement ou peuvent se transformer en forme médusoïde. Le cycle de vie () de ces animaux peut être décrit comme polymorphe, car ils présentent à la fois un plan corporel médusal et polypoïde à un moment donné de leur cycle de vie.
Identifiez les étapes du cycle de vie des gelées à l’aide de ce quiz d’animation vidéo de l’Aquarium de la Nouvelle-Angleterre.
Classe Cubozoa
Cette classe comprend les gelées qui ont une méduse en forme de boîte, ou une cloche de section carrée; par conséquent, sont familièrement appelées “méduses en boîte.”Ces espèces peuvent atteindre des tailles de 15 à 25 cm. Les cubozoaires présentent des caractéristiques morphologiques et anatomiques globales similaires à celles des scyphozoaires. Une différence importante entre les deux classes est la disposition des tentacules. C’est le groupe le plus venimeux de tous les cnidaires ().
Les cubozoaires contiennent des coussinets musculaires appelés pédales aux coins de la canopée carrée, avec un ou plusieurs tentacules attachés à chaque pédalium. Ces animaux sont ensuite classés en ordres en fonction de la présence de tentacules simples ou multiples par pédalier. Dans certains cas, le système digestif peut s’étendre dans les pédales. Les nématocystes peuvent être disposés en spirale le long des tentacules; cette disposition permet de maîtriser et de capturer efficacement les proies. Les cubozoaires existent sous une forme polypoïde qui se développe à partir d’une larve de planula. Ces polypes présentent une mobilité limitée le long du substrat et, comme les scyphozoaires, peuvent bourgeonner pour former plus de polypes pour coloniser un habitat. Les formes de polype se transforment ensuite en formes médusoïdes.
La classe des hydrozoaires
Les hydrozoaires comprennent près de 3 200 espèces; la plupart sont marines, bien que certaines espèces d’eau douce soient connues (). Les animaux de cette classe sont polymorphes et la plupart présentent des formes polypoïdes et médusoïdes au cours de leur cycle de vie, bien que cela soit variable.
La forme de polype chez ces animaux présente souvent une morphologie cylindrique avec une cavité gastrovasculaire centrale tapissée par la gastroderme. Le gastroderme et l’épiderme ont une simple couche de mésoglée prise en sandwich entre eux. Une ouverture buccale, entourée de tentacules, est présente à l’extrémité buccale de l’animal. De nombreux hydrozoaires forment des colonies composées d’une colonie ramifiée de polypes spécialisés qui partagent une cavité gastrovasculaire, comme chez l’obélie hydroïde coloniale. Les colonies peuvent également flotter librement et contenir des individus médusoïdes et polypoïdes dans la colonie comme chez Physalia (la Guerre portugaise) ou Velella (marin au vent). Même d’autres espèces sont des polypes solitaires (Hydra) ou des méduses solitaires (Gonionemus). La véritable caractéristique partagée par toutes ces espèces diverses est que leurs gonades pour la reproduction sexuée sont dérivées du tissu épidermique, alors que chez tous les autres cnidaires, elles sont dérivées du tissu gastrodermique.
Résumé de la section
Les cnidaires représentent un niveau d’organisation plus complexe que les Porifères. Ils possèdent des couches tissulaires externes et internes qui sandwich une mésoglée non cellulaire. Les cnidaires possèdent un système digestif bien formé et effectuent une digestion extracellulaire. Le cnidocyte est une cellule spécialisée pour délivrer des toxines aux proies et prévenir les prédateurs. Les cnidaires ont des sexes séparés et ont un cycle de vie qui implique des formes morphologiquement distinctes. Ces animaux présentent également deux formes morphologiques distinctes – médusoïde et polypoïde – à différents stades de leur cycle de vie.
Réponse Gratuite
Expliquer la fonction des nématocystes chez les cnidaires.
Les nématocystes sont des “cellules urticantes” conçues pour paralyser les proies. Les nématocystes contiennent une neurotoxine qui rend les proies immobiles.
Comparez les différences structurelles entre Porifera et Cnidaria.
Les porifères ne possèdent pas de vrais tissus, tandis que les cnidaires ont des tissus. En raison de cette différence, les porifères n’ont pas de système nerveux ni de muscles pour la locomotion, ce que les cnidaires ont.
Glossaire
Phylum des cnidaires des animaux diploblastiques et à symétrie radiale cellule urticante spécialisée des cnidocytes présente dans la couche externe de l’épiderme des cnidaires (provenant de l’ectoderme) qui tapisse l’extérieur de la digestion extracellulaire de l’animal les aliments sont prélevés dans la cavité gastrovasculaire, les enzymes sont sécrétées dans la cavité et les cellules qui tapissent la cavité absorbent les nutriments gastrodermis couche interne (provenant de l’endoderme) qui tapisse la cavité digestive ouverture de la cavité gastrovasculaire qui sert à la fois de bouche et d’anus, ce qu’on appelle un digestif incomplet système méduse plan corporel cnidaire flottant librement avec bouche sur la face inférieure et tentacules suspendus à une matrice gélatineuse non vivante de mésoglée présente entre l’ectoderme et l’endoderme chez les cnidaires organelle ressemblant à un harpon de nématocyste à l’intérieur du cnidocyte avec un projectile pointu et du poison pour étourdir et enchevêtrer les proies forme de vie sessile ressemblant à un polype de cnidaire avec la bouche et les tentacules orientés vers le haut, généralement sessiles mais pouvant glisser le long de la surface polymorphe possédant plusieurs plans corporels au cours du cycle de vie de un groupe d’organismes structure tubulaire siphonophore qui sert d’entrée pour l’eau dans la cavité du manteau
