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Caractéristiques des échinodermes

Les échinodermes sont ainsi nommés en raison de leur peau épineuse (du grec « echinos » signifiant « épineux » et « dermos » signifiant « peau »), et cet embranchement regroupe environ 7 000 espèces vivantes décrites. Les échinodermes sont des organismes exclusivement marins. Les étoiles de mer (figure 1), les concombres de mer, les oursins, les dollars de sable et les ophiures sont tous des exemples d’échinodermes. À ce jour, aucun échinoderme d’eau douce ou terrestre n’est connu.

Figure 1. Ce schéma montre l’anatomie d’une étoile de mer.

Morphologie et anatomie

Les échinodermes adultes présentent une symétrie pentaradiale et possèdent un endosquelette calcaire fait d’osselets, bien que les premiers stades larvaires de tous les échinodermes présentent une symétrie bilatérale. L’endosquelette est développé par des cellules épidermiques et peut posséder des cellules pigmentaires, donnant des couleurs vives à ces animaux, ainsi que des cellules chargées de toxines. Des gonades sont présentes dans chaque bras. Chez les échinodermes comme les étoiles de mer, chaque bras porte deux rangées de pieds tubulaires sur la face orale. Ces pieds tubulaires aident à la fixation au substrat. Ces animaux possèdent un véritable cœlome qui est modifié en un système circulatoire unique appelé système vasculaire aquatique. Une caractéristique intéressante de ces animaux est leur pouvoir de régénération, même lorsque plus de 75 % de leur masse corporelle est perdue.

Système vasculaire aquatique

Les échinodermes possèdent un système ambulacraire ou vasculaire aquatique unique, composé d’un canal annulaire central et de canaux radiaux qui s’étendent le long de chaque bras. L’eau circule dans ces structures et facilite les échanges gazeux ainsi que la nutrition, la prédation et la locomotion. Le système vasculaire aquatique se projette également à partir de trous dans le squelette sous la forme de pieds tubulaires. Ces pieds tubulaires peuvent se dilater ou se contracter en fonction du volume d’eau présent dans le système de ce bras. En utilisant la pression hydrostatique, l’animal peut faire ressortir ou rétracter les pieds tubulaires. L’eau pénètre dans le madréporite du côté aboral de l’échinoderme. De là, elle passe dans le canal de la pierre, qui fait passer l’eau dans le canal annulaire. Le canal annulaire relie les canaux radiaux (il y en a cinq dans un animal pentaradial), et les canaux radiaux amènent l’eau dans les ampoules, qui ont des pieds tubulaires par lesquels l’eau se déplace. En déplaçant l’eau à travers le système vasculaire aquatique unique, l’échinoderme peut se déplacer et forcer l’ouverture des coquilles de mollusques pendant l’alimentation.

Système nerveux

Le système nerveux de ces animaux est une structure relativement simple avec un anneau nerveux au centre et cinq nerfs radiaux s’étendant vers l’extérieur le long des bras. Les structures analogues à un cerveau ou dérivées de la fusion de ganglions ne sont pas présentes chez ces animaux.

Système excréteur

Les podocytes, cellules spécialisées dans l’ultrafiltration des fluides corporels, sont présents près du centre des échinodermes. Ces podocytes sont reliés par un système interne de canaux à une ouverture appelée madréporite.

Reproduction

Les échinodermes sont sexuellement dimorphiques et libèrent leurs œufs et leurs spermatozoïdes dans l’eau ; la fécondation est externe. Chez certaines espèces, les larves se divisent de manière asexuée et se multiplient avant d’atteindre la maturité sexuelle. Les échinodermes peuvent également se reproduire de manière asexuée, ainsi que régénérer les parties du corps perdues lors d’un traumatisme.

Classes d’échinodermes

Ce phylum est divisé en cinq classes existantes : Asteroidea (étoiles de mer), Ophiuroidea (ophiures), Echinoidea (oursins et dollars de sable), Crinoidea (lys de mer ou étoiles plumeuses) et Holothuroidea (concombres de mer) (figure 2).

Figure 2. Les différents membres des Echinodermata comprennent (a) l’étoile de mer de la classe Asteroidea, (b) l’ophiure de la classe Ophiuroidea, (c) les oursins de la classe Echinoidea, (d) les lys de mer appartenant à la classe Crinoidea, et (d) les concombres de mer, représentant la classe Holothuroidea. (crédit a : modification du travail par Adrian Pingstone ; crédit b : modification du travail par Joshua Ganderson ; crédit c : modification du travail par Samuel Chow ; crédit d : modification du travail par Sarah Depper ; crédit e : modification du travail par Ed Bierman)

Les échinodermes les plus connus sont les membres de la classe Asteroidea, ou étoiles de mer. Elles existent dans une grande variété de formes, de couleurs et de tailles, avec plus de 1 800 espèces connues à ce jour. La principale caractéristique des étoiles de mer qui les distingue des autres classes d’échinodermes comprend des bras épais (ambulacres) qui s’étendent à partir d’un disque central où les organes pénètrent dans les bras. Les étoiles de mer utilisent leurs pieds tubulaires non seulement pour s’agripper aux surfaces, mais aussi pour saisir leurs proies. Les étoiles de mer ont deux estomacs, dont l’un peut dépasser de la bouche et sécréter des sucs digestifs dans ou sur la proie, avant même son ingestion. Ce processus peut essentiellement liquéfier la proie et faciliter la digestion.

Les ophiures appartiennent à la classe des Ophiuroidea. Contrairement aux étoiles de mer, qui ont des bras dodus, les ophiures ont des bras longs et fins, nettement démarqués du disque central. Les ophiures se déplacent en étendant leurs bras ou en les enroulant autour d’objets et en se tirant vers l’avant. Les oursins et les dollars de sable sont des exemples d’Echinoidea. Ces échinodermes n’ont pas de bras, mais sont hémisphériques ou aplatis avec cinq rangées de pieds tubulaires qui les aident à se déplacer lentement ; les pieds tubulaires sont extrudés à travers les pores d’une coquille interne continue appelée test. Les lys de mer et les étoiles à plumes sont des exemples de Crinoidea. Ces deux espèces se nourrissent en suspension. Les concombres de mer de la classe Holothuroidea sont allongés dans l’axe oral-aboral et possèdent cinq rangées de pieds tubulaires. Ce sont les seuls échinodermes qui présentent une symétrie bilatérale « fonctionnelle » à l’âge adulte, car l’axe oral-aboral prolongé de façon unique oblige l’animal à se coucher horizontalement plutôt qu’à se tenir verticalement.

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