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Étoile de mer

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Étoile de mer, ou étoiles de mer (une désignation moins déroutante, car ils ne sont que très éloignés des poissons), sont des invertébrés marins appartenant au règne animalia, au phylum Echinodermata et à la classe Asteroidea, dont il existe plus de 1800 espèces connues. Les noms d'étoile de mer et d'étoile de mer sont également (à tort) utilisés pour les étoiles cassantes étroitement apparentées, qui composent la classe Ophiuroidea.

Les caractéristiques des étoiles de mer incluent qu'elles présentent une symétrie radiale superficielle, car elles ont généralement cinq ou plusieurs "bras" qui rayonnent à partir d'un disque indistinct (symétrie pentaradiale), et ont tendance à être couverts d'épines. Comme d'autres échinodermes, les étoiles de mer possèdent un endosquelette, mais ne dépendent pas de lui pour le soutien et la locomotion, utilisant plutôt un système vasculaire hydraulique qui fonctionne via de nombreuses projections appelées pieds tubulaires, situées sur la surface ventrale des bras de l'étoile de mer.

Les étoiles de mer sont une partie essentielle des chaînes alimentaires marines, étant consommées comme larves et devenant des prédateurs voraces à l'âge adulte, leur régime alimentaire comprenant des mollusques et d'autres organismes marins. Ils sont même capables de renverser leur estomac afin de se séparer et de digérer leurs proies décortiquées. Pour les humains, ils sont une source de joie esthétique et leurs caractéristiques remarquables - mouvement basé sur un système hydraulique, capacité à régénérer les membres perdus et à renverser leur estomac - ajoutent à l'émerveillement de la nature. Certaines étoiles de mer sont également capturées, séchées et transformées en souvenirs ou décorations populaires.

Alors que les étoiles de mer peuvent se reproduire sexuellement, si un bras de l'étoile de mer est séparé du corps et qu'il contient une partie de l'anneau nerveux central, une autre étoile de mer peut repousser à partir de la partie coupée. Le manque de connaissances sur cette capacité a accru le rôle des étoiles de mer en tant qu'organismes nuisibles dans les bancs de palourdes et d'huîtres commerciales lorsque le pêcheur, dans un effort pour se débarrasser de ces prédateurs, les découpait et les rejetait dans l'océan.

Distribution

Étoile de mer géante, Pisaster giganteus

Il existe environ 1 800 espèces d'étoiles de mer vivantes connues, et elles sont présentes dans tous les océans de la Terre (bien que la plus grande variété d'étoiles de mer se trouve dans l'Indo-Pacifique tropical). Les habitats vont des récifs coralliens tropicaux aux forêts de varech jusqu'aux fonds marins, bien qu'aucun ne vive dans la colonne d'eau; toutes les espèces d'étoiles de mer trouvées vivent sous forme de benthos (ou au fond de l'océan).

Parce que les échinodermes doivent maintenir un équilibre interne délicat dans leur corps, aucune étoile de mer ne se trouve dans les environnements d'eau douce.

Anatomie externe

Étoile de mer à boutons rouges Protoreaster linckii, une étoile de mer de l'océan Indien

Les étoiles de mer sont composées d'un disque central à partir duquel des bras (généralement cinq, mais le nombre peut varier) poussent en symétrie pentaradiale. La bouche est située sous l'étoile de mer sur la surface buccale ou ventrale, tandis que l'anus est situé sur le dessus de l'animal. La surface supérieure épineuse recouvrant l'espèce est appelée surface aborale (c'est-à-dire le côté opposé à la bouche) ou dorsale. Sur cette surface, il y a une structure appelée madreporite (ou la plaque de tamis), une petite tache blanche située légèrement décentrée sur le disque central, qui agit comme un filtre à eau et alimente le système vasculaire hydrique de l'étoile de mer en eau pour se déplacer.

Étoile de mer à coussin épinglé schmédélien sur le récif de Meedhupparu aux Maldives, Culcita schmedeliana

Sur la surface aborale, entourant les épines, se trouvent également de petits objets blancs appelés pédicellaires, qui sont comme des paires de griffes ou de mâchoires qui empêchent les organismes incrustés de coloniser l'étoile de mer.

Les canaux radiaux (une partie de l'anatomie interne), qui s'étendent du centre de l'étoile de mer vers le bout des bras, ont des pieds tubulaires creux et musclés qui s'en ramifient. Chaque pied tubulaire a une ampoule en forme de bulbe, ainsi qu'un podium (ou une partie de pied) aspiré, qui fait partie du système vasculaire de l'eau. Les étoiles de mer ont également une tache oculaire de photorécepteur simple à l'extrémité de chaque bras qui est capable de "voir" les différences de lumière et d'obscurité, permettant à l'étoile de mer de détecter les mouvements. Des parties supplémentaires, comme les organes cribriformes, qui sont présentes exclusivement dans Porcellanasteridae, sont utilisés pour générer du courant dans les terriers fabriqués par ces étoiles de mer.

Alors que les étoiles de mer adhèrent généralement à ce plan corporel de base, la forme est très variée (allant de presque pentagonale comme l'étoile coussin indo-pacifique, Culcita novaeguineae, aux étoiles graciles comme celles des Zoroastre genre), la couleur et la morphologie entre chaque espèce. Certaines espèces ont des motifs qui servent de camouflage ou de coloration d'avertissement, qui comprennent des carreaux de type mosaïque formés par des osselets, des rayures, un filet d'interconnexion entre les épines et des pustules de couleurs vives, des marbrures ou des taches.

Les pieds tubulaires sont visibles sur cette étoile de mer.Étoile de sang (Henricia sanguinolenta) au New England Aquarium, affichant ses pieds tubulaires.

Anatomie interne

Système hémal

Dissection de Asterias rubens. 1 - Osselets et ampoules ambulacraux. 2 - Madreporite. 3 - Canal de pierre. 4 - Caecae pyloriques. 5 - Glandes rectales. 6 - Gonades.

Les échinodermes ont un système circulatoire simple (également appelé système hémal) qui est lié à leur système excréteur. Chez l'étoile de mer, le système hémal est utilisé pour distribuer les nutriments, les canaux hémal formant des anneaux autour de la bouche (l'anneau hémal oral), plus près du sommet de l'étoile de mer et autour du système digestif (l'anneau hémal gastrique). Le sinus axial, une partie de la cavité corporelle, relie ces trois anneaux. Chaque rayon de l'étoile de mer a également des canaux hémalaux qui courent à côté des gonades.

Digestion et excrétion

La digestion des étoiles de mer s'effectue dans deux estomacs distincts, l'estomac cardiaque et l'estomac pylorique. L'estomac cardiaque, qui est un estomac semblable à un sac situé au centre du corps, peut être renversé ou poussé hors du corps de l'organisme et utilisé pour engloutir et digérer les aliments. Certaines espèces profitent de la grande endurance de leurs systèmes vasculaires aquatiques pour forcer l'ouverture des coquilles des mollusques bivalves, comme les palourdes et les moules, et injecter leur estomac dans les coquilles. Une fois que l'estomac est inséré à l'intérieur de la coquille, il digère le mollusque en place. L'estomac cardiaque est ensuite ramené à l'intérieur du corps et la nourriture partiellement digérée est déplacée vers l'estomac pylorique. La digestion se poursuit dans l'intestin et les déchets sont excrétés par l'anus du côté aboral du corps.

En raison de cette capacité à digérer les aliments à l'extérieur de son corps, l'étoile de mer est capable de chasser des proies beaucoup plus grandes que sa bouche ne le permettrait autrement, y compris des arthropodes et même de petits poissons, en plus des mollusques.

Il a été démontré que certains échinodermes vivent plusieurs semaines sans nourriture dans des conditions artificielles - on pense qu'ils peuvent recevoir certains nutriments de la matière organique dissoute dans l'eau de mer.

Système squelettique

Les étoiles de mer et autres échinodermes ont des endosquelettes (squelettes internes) qui sont composés de plaques de carbonate de calcium appelées osselets, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles certains scientifiques sont amenés à croire que les échinodermes sont très étroitement liés aux chordés (animaux avec une corde nerveuse creuse qui habituellement ont des vertèbres).

Système nerveux

Étoile de chauve-souris, Asterina miniata

Les étoiles de mer ont un système nerveux simple qui n'a pas de véritable cerveau et se compose en partie d'un plexus nerveux (un réseau de nerfs entrelacés), qui se trouve à l'intérieur comme sous la peau. L'œsophage est également entouré d'un certain nombre d'anneaux nerveux, qui envoient des nerfs radiaux souvent parallèles aux branches du système vasculaire hydrique. Les nerfs annulaires et les nerfs radiaux coordonnent l'équilibre des étoiles de mer et les systèmes directionnels.

Bien que les échinodermes n'aient pas beaucoup d'entrées sensorielles bien définies, ils sont sensibles au toucher, à la lumière, à la température, à l'orientation et à l'état de l'eau qui les entoure. Les pieds tubulaires, les épines et les pédicellaires trouvés sur les étoiles de mer sont sensibles au toucher, tandis que les taches oculaires aux extrémités des rayons sont sensibles à la lumière.

Comportement

Régime

Étoile de mer consommant une moule

La plupart des espèces d'étoiles de mer sont des prédateurs généralistes, certains mangent des bivalves comme les moules, les palourdes et les huîtres, ou tout animal trop lent pour échapper à l'attaque (comme le poisson mourant). Certaines espèces sont des détritivores, mangeant des matières animales et végétales décomposées, ou des films organiques attachés au substrat. D'autres peuvent consommer des polypes de corail (l'exemple le plus connu en est le tristement célèbre Acanthaster planci, ou étoile de mer couronne d'épines, qui sécrète également des toxines de ses épines), des éponges, voire des particules en suspension et du plancton (étoile de mer de l'Ordre Brisingida).

Le processus d'alimentation ou de capture peut être facilité par des pièces spéciales, telles que des pieds tubulaires spécialisés (utilisés par le Pisaster brevispinus ou pisaster à épines courtes) capable de s'étendre profondément dans les substrats mous afin de transporter des proies (généralement des palourdes) de l'intérieur (Nybakken 1997).

La reproduction

Étoile de mer ocre, Pisaster ochraceus sur la plage à Olympic National Park, USA.

Les étoiles de mer sont capables de reproduction sexuelle et asexuée, les étoiles de mer individuelles étant mâles ou femelles. La fertilisation a lieu à l'extérieur, les mâles et les femelles libérant leurs gamètes dans l'environnement. Les embryons fécondés résultants font partie du zooplancton.

Les étoiles de mer sont développées (embryologiquement) sous le nom de deutérostomes. Leur embryon développe initialement une symétrie bilatérale, ce qui conduit certains scientifiques à croire que les étoiles de mer partagent un ancêtre commun avec les chordés. Le développement ultérieur prend un chemin très différent lorsque l'étoile de mer en développement se dépose hors du zooplancton et développe sa symétrie radiale caractéristique. Certaines espèces se reproduisent en coopération, en utilisant des signaux environnementaux pour coordonner le moment de la libération des gamètes, tandis que dans d'autres espèces, l'appariement un à un est plus normal.

Certaines espèces d'étoiles de mer sont également capables de se reproduire de manière asexuée par fragmentation, souvent avec une partie d'un bras se détachant et finissant par devenir une étoile de mer individuelle indépendante. Cela a conduit à une certaine notoriété. Les étoiles de mer peuvent être des ravageurs pour les pêcheurs qui vivent de la capture de palourdes et d'autres mollusques en mer comme étoiles de mer. Les pêcheurs tueraient vraisemblablement les étoiles de mer en les découpant et en les jetant en mer, conduisant finalement à une augmentation de leur nombre jusqu'à ce que le problème soit mieux compris. Un bras d'étoile de mer ne peut se régénérer dans un tout nouvel organisme que si une partie de l'anneau nerveux central de l'étoile de mer fait partie du bras coupé.

Étoile de mer granulée sur Meedhupparu house reef aux Maldives, Choriaster granulatus

Locomotion

Le dessous d'une étoile de mer. L'encart montre une vue agrandie des pieds du tube.

Les étoiles de mer, comme les autres échinodermes, se déplacent à l'aide d'un système vasculaire aquatique. L'eau entre dans le système via la madréporite. Il est ensuite circulé du canal de pierre au canal d'anneau et dans les canaux radiaux. Les canaux radiaux transportent l'eau vers les ampoules et fournissent une aspiration aux pieds du tube. Les pieds tubulaires s'accrochent aux surfaces et se déplacent dans une vague, avec une section du corps attachée aux surfaces tandis qu'une autre se détache.

Une grande partie de l'adhésion des étoiles de mer à la surface est chimique, le pied tubulaire sécrétant des substances qui se lient aux surfaces ou rompent les liaisons avec les surfaces, permettant au pied du tube de se déplacer. C'est ainsi que l'énergie supplémentaire n'est pas dépensée par l'étoile de mer afin de rester attaché en exerçant ses muscles. À la suite de tout cela, la plupart des étoiles de mer ne peuvent pas se déplacer rapidement. Cependant, certaines espèces fouisseuses comme les étoiles de mer du genre Astropecten et Luidia sont tout à fait capables d'un mouvement rapide et rampant, il "glisse" à travers le fond de l'océan. Ce mouvement résulte de leurs pieds tubulaires pointus spécialement adaptés à l'excavation de la zone locale de sable.

Squelette d'étoile de mer

Régénération

Une étoile de mer de tournesol régénère ses bras perdus aux prédateurs

Certaines espèces d'étoiles de mer ont la capacité de régénérer les bras perdus et peuvent repousser un nouveau bras entier à temps. La plupart des espèces doivent avoir la partie centrale du corps intacte pour pouvoir se régénérer, mais quelques-unes (comme le rouge et le bleu Linkia étoile) peut produire une étoile de mer entière à partir d'un seul rayon. La régénération de ces étoiles est possible grâce aux organes vitaux maintenus dans leurs bras.

Étoile de mer de Guilding sur le récif de Meedhupparu aux Maldives, Linkia guildingi

Histoire géologique

Les étoiles de mer fossiles et les étoiles cassantes sont d'abord connues à partir de roches de l'âge ordovicien indiquant que deux groupes ont probablement divergé au Cambrien. Cependant, les exemples ordoviciens des deux groupes présentent de nombreuses similitudes et peuvent être difficiles à distinguer. Les étoiles de mer fossiles complètes sont très rares, mais là où elles se produisent, elles peuvent être abondantes.

La plupart des étoiles de mer fossiles sont constituées de plaques individuelles ou de segments d'armes dispersés, car l'endosquelette est composé de plusieurs plaques qui se désagrègent et sont dispersées après la mort et la décomposition des parties molles de la créature. Les osselets d'étoiles de mer épars sont relativement communs dans la formation de craie du Crétacé en Angleterre.

Remarques

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Sweet, E. 2005. Formes modernes: astéroïdes. Université de Bristol. Récupéré le 31 juillet 2007.

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