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Cours de BIODIVERSITE ANIMALE 1 L1S1 SDV (EPVTB1A1) CHAPITRE 1 : INTRODUCTION I-

Le vivant : 1- La vie est définie par des propriétés d’autonomie :

La Cellule est l’unité fondamentale de la vie : -

Les organismes vivants ont une structure cellulaire Les organismes plus simples sont formés d’une 1 cellule

Les organismes vivants ont 2 propriétés exclusives : -

Recopient eux-mêmes leur ADN Traduisent cette information génétique en protéines enzymatiques ou constitutives.

L’histoire du vivant, en quelques dates

2-

Les domaines du vivant :

D’après Linné les végétaux sont autotrophes (photosynthèse) fixés et incapables de mouvement et les animaux sont hétérotrophes capables de mouvement (même s’ils sont fixés). Linné a défini les domaines du vivant les végétaux et les animaux. Exemple d’animal fixé : anémone de mer. Exemple : les champignons sont fixés incapable de mouvement mais ils sont hétérotrophes. Autre exemple unicellulaire comme euglena, capable de photosynthèse, c’est un prédateur de

bactéries qui se déplace. Grâce à ces exemples on voit que certain domaine ne rentre pas dans les catégories de Linné. De nos jours il y a 3 domaines du vivants : bactéries, archees (milieu sulfureux, milieu de source très chaudes), eucaryotes A ce jour nous n’avons aucune preuve de comment sont apparu les pluricellulaire, ils seraient cependant issus de colonies unicellulaire.

Eucaryotes = possèdent un noyau véritable et des mitochondries Animaux = Hétérotrophes. Constitués de plusieurs cellules (métazoaires) capables de mouvements volontaires (même s’ils sont fixés). Combien y-a-t-il d’espèces sur la Terre ? Environ 1.9 million d’espèces décrites à ce jour -

1.35 million sont des invertébrés, dont 1 million d’insectes Seulement 60 000 vertébrés, dont 5500 mammifères

Il y aurait entre 5 et 100 million d’espèces sur terre. Distribution de la biomasse par taxon sur terre, en gigatonnes de carbone (Gt C) 1 gigatonne = 1015 grammes.

3-

La classification phylogénétique du vivant :

Le but de la phylogénétique est de retrouver les liens de parenté entre espèces, de reconstituer la mise en place des lignées évolutives = PHYLUMS. Mais aussi de savoir « qui est proche de qui ? ». On distingue les caractères observables et / ou moléculaires en : -

Plésiomorphes = état ancestral commun à plusieurs branches de l’arbre du vivant Apomorphes = état dérivé d’un caractère ancestral Synapomorphies = caractères discriminants, innovations d’un petit groupe d’espèces

Qui est proche de qui ? ➔ ➔ ➔ ➔

II-

La classification prend la forme d’un arbre On identifie des branches (= clades) qui sont des groupes monophylétiques Un groupe monophylétique contient tous les descendants d’un ancêtre commun Un clade est défini par au moins une synapomorphie

Le passage du stade unicellulaire aux pluricellulaires :

Hypothèse coloniale : Les Choanoflagellés

Unicellulaires coloniaux => préfigurent l’état pluricellulaire : o o o o o

Cohésion cellulaire Polarisation de l’organisme Différenciation cellulaire dans certains cas Répartition du travail Coordination des cellules

Lorsqu’une cellule crée un ama elles vont se coordonner et se répartir le travail => pluricellulaire. 1- L’état pluricellulaire :

Les cellules se regroupent en tissus, les différents tissus formes des organes qui eux se regroupe en appareil et les différents appareils constitue l’organisme. Avantages pluricellulaires : -

Une cellule spécialise est beaucoup plus efficace qu’une cellule qui fait tous, la division de travail physiologique augmente le rendement de l’organisme Il vie beaucoup plus longtemps car lorsqu’une cellule est déficiente elle est remplacée L’assemblage de plusieurs cellules permet de réaliser plusieurs formes quasi infini de formes adapter à ces contraintes

Les exigences de l’état pluricellulaire :  Un système de soutien dû à l’augmentation de taille (squelette s.l*)  Un système de transport actif, les échanges avec l’extérieur ne pouvant plus se faire par simple diffusion (appareil circulatoire).  Un système de coordination des fonctions réalisées par les différents tissus et organes (système neuro-humoral).  Un organisme complexe ne peut se dédoubler => la reproduction des pluricellulaires se déroule à l’échelle unicellulaire, grâce à des cellules reproductrices.

*(s.l = au sens large) (Système neuro-humoral = système nerveux)

2- Les Métazoaires : Ontogénèse et phylogénèse : Tout métazoaire commence leurs existences sous la forme d’un zygoteunicellulaire = œuf Zygote comparable à l’unicellulaire Eucaryote Reproduction sexuée : -

Propagation de l’espèce Intervention de cellules spécialisées = les gamètes Mélange et recombinaison du matériel génétique parental

L’ontogénèse = embryogénèse : étapes caractéristiques : -

Fécondation => œuf (zygote) Segmentation de l’œuf => blastula Gastrulation => gastrula Organogénèse => nouvel organisme

 La fécondation = fusion de 2 gamètes haploïdes (N) donne un zygote 2N = œuf. Anisogamie les 2 gamètes sont différents. Fusion des gamètes = amphimixie = caryogamie permet une nouvelle combinaison des chromosomes source de variabilité de l’espèce. Les premiers stades de développement de l’œuf sont identiques chez TOUS les métazoaires. Il est possible d’y avoir des gamètes mâle et femelles avec un aspect identiques. Gamètes mâle et femelles sont fabriqué par des individus différents = gonochorisme. Exception pour les escargots = hermaphrodismes (un individu possède 2 appareils génitaux mais ne féconde pas seule ils s’accouple avec un autre et les spermatozoïdes sont échanger). Cellules reproductrices = gamètes Ontogenèse = embryogenèses  La segmentation :

 La gastrulation :

Morula = sphère plaine Blastula = sphère creuse (=blastocoele) délimiter par un feuiller par couche de cellule appeler blastoderme. Cœlome = cavité La blastula marque la fin de la segmentation. La blastula va subir la gastrulation = phénomène qui aboutit à la formation d’un sac à double paroi.

Gastrulation = invagination de la paroi de la blastula Tous les métazoaires ont un développement qui va de la fécondation a la gastrulation. Chez certains animaux le stade embryonnaire s’arrête au stade gastrula = diploblastiques (cnidaires et éponges). Chez tous les autres le développement embryonnaire va se poursuivre et il y a une apparition d’un 3ème feuillet entre ectoderme et endoderme appelé mésoderme. Les animaux le possédant sont appelés triploblastiques ou bilatériens (symétrie bilatérale). L’organisme peut être divisé en deux partis symétriques de part est d’autre d’un plan sagittal. Le mésoderme peut apparaitre de 2 façons différentes. Chez les protostomiens le mésoderme se forme au voisinage du blastopore puis il va s’étendre entre l’ectoderme et l’endoderme. La bouche ce forme en premier et à l’extrémité ce forme l’anus a l’archentéron. Chez les deutérostomien le mésoderme ce forme au fond de l’archentéron par des évagination de celui-ci, le blastopore donne l’anus et la bouche se frome secondairement à l’extrémité de l’archentéron. Une fois formé le mésoderme peut connaitre 3 types d’organisations : ❖ Chez les Parenchymiens (exemple vers solitaire) le mésoderme remplie tous l’espace compris entre ectoderme et endoderme sous la forme d’un tissu lâche = parenchyme. ❖ Chez les Nématodes le mésoderme va se localiser à la périphérie de l’ectoderme, le mésoderme se décolle faisant apparaitre une fausse cavité ou pseudo cœlome. ❖ Chez les autres bilatériens le mésoderme va se creuser de vésicule paires de part et d’autre de l’endoderme. Cavite vraie = cœlome o

Chez les protostomiens le cœlome ce forme par schizocœlie.

o

Chez les deutérostomiens le cœlome ce forme par entérocœlie.

 L’Organogénèse : Devenir des feuillets embryonnaires : Ectoderme : Epiderme et ses dérives, Système nerveux (dérivés = phanères) Endoderme : Tube digestif et glandes annexes, Appareil respiratoire Mésoderme : Musculature, Squelette (s.l.), Appareil circulatoire, excréteur, génital À l’intérieure de chaque feuillets les cellules vont se différencie pour acquérir fonction et devenir définitives. Glandes annexes = foie glandes salivaires (s.l) = sans large CHAPITRE 2 : LES EPONGES :

I-

Généralités :

Les éponges sont des Métazoaires constitués à partir de 2 feuillets embryonnaires. Leurs développement s'arrête à la Gastrulation. Elles ne possèdent pas de tissus vrais, ni symétrie ni organes, ses cellules peuvent se dissocier et se réassocier. Les éponges possèdent plusieurs types de cellules différenciées. Cavité interne : Spongocoele tapissée de choanocytes tapissé de cellules nommée choanocytes (= similaires au choanoflagellate)

Les éponges c’est : -

Environ 10 000 espèces, essentiellement marines, réparties en 3 groupes Forme soutenue par un réseau de spicules constituant le squelette Spicules = sécrétions minérales extracellulaires plusieurs formes et tailles

-

Plusieurs types (taille, forme)

1axe : monaxones Deux types de microsclers : polyaxones, monaxones On reconnait 3 groupes d'éponges :

1- Eponges Hexactinellides = « éponges de verre » : Spicules à trois axes (triaxones) = 6 pointes. Spicules siliceux, grands (macrosclères) ou petits (microsclères)

2- Eponges calcaires : Spicules calcaires, non différenciées en macro et microsclères.

3- Démosponges = « éponges de toilette » : Spicules siliceux de 1 à 4 pointes = monactines à tetractines, associées à des fibres de spongine (protéine).

II-

Organisation :

Forme la plus simple des éponges : ASCON = phase juvénile de l'éponge En forme d'amphore, fixé à sa base, par une cavité (spongocoele --> cavité gastrale) tapissé de choanocyte. Le corps percé des pores inhalant permet de laisser passer l'eau vers le spongocoele. L'eau ressort dans un pore exhalant = l'oscule. Pendant le trajet de l'eau, les choanocytes capture des particules en suspension. L'éponge se nourrit par filtration. Les choanocytes vont digérer les particules. Chaque choanocyte absorbe des particules et le digère. La digestion est intracellulaire. Le paroi d’une éponge est constitué de deux feuillets de cellules séparé par une substance gélatineuse : la mésoglée. Le feuillet externe est l'ectoderme  Les cellules de l'ectoderme s’appellent les pinacocyte. Au niveau de l'ectoderme, des "tubes" laissent passer l'eau ceux-ci s’appellent les porocytes. L'endoderme est constitué de choanocyte = le battement des flagelles maintient le courant d'eau. Le mésoglée contient : - Des collencytes : cellules en forme d'étoile, secrète de la mésoglée - Des scléroblaste : fabrique/secrète les spicules - Des amoebocyte : cellules indifférencié, peuvent donner n'importe quel type de cellules => différenciation en cas de blessures Lors du développement des éponges leur paroi devient de plus en plus complexe.

Stade Sycon : Les parois font des replies, sont plus complexe et les choanocytes vont se retrouver dans les replies de la paroi. Cette structure permet d'optimiser la filtration : Le temps de rétention d'eau augmente, dû au repliement Les repliements : tubes vibratile. Stade Leucon : Le paroi s'épaissit et les tubes vibratile vont former de nombreux repliement dans les paroi. Les choanocytes vont se retrouver dans les corbeilles vibratiles. La filtration est améliorée = temps de rétention d'eau augmenté

III-

Reproduction :

Les éponges sont capables de :  multiplication asexuée (multiplication par bouturage)  reproduction sexuée 2 types : o Gonochoriques ou hermaphrodites (fécondation croisée) o Fécondation indirecte Lors de de la fécondation indirecte les spermatozoïdes et les ovocytes sont formés dans la mésoglée à partir de l'amoebocyte. Le spermatozoïdes sort de l'éponge pour rentrer dans la cavité gastrale d'une autre éponge à la rencontre d'un choanocyte. Le spermatozoïde pénètre alors l’intérieur d'un choanocyte puis perd sont flagelle et va être entouré par le choanocyte : spermiokyste Le choanocyte devient un cellule charriante il insère le spermiokyste a un ovocytes qui donne un zygote

CHAPITRE 3 : LES CNIDAIRES :

Les cnidaires sont les méduses, anémones de mer, coraux, hydres. I-

Caractères généraux :

Les cnidaires appartiennent aux Eumetazoaires (="vrai métazoires"), ils possèdent des tissus et ont des vrais cohésion cellulaires qui sont assuré par la collagène (=ne se dissocie pas). Les cnidaires sont des radiés, ils possèdent des symétries répétitifs autour d'un axe : les organes se répète autour d'un axe = symétrie radiaire Cnidaires = cellules venimeuses puissantes, les cnidoblastes (ou cnidocystes) ce sont des Hydres. Le construction des cnidaires s'arrête au niveau gastrula, il possédé donc deux feuillets. Stade Gastrula = larve planula ciliée Une bouche dérivant du blastopore. La planula va poursuivre leur développement.

Stade Gastrula = larve planula ciliée : - Pas de tête - la cavité gastrique correspond à l’archentéron - La bouche correspond au blastopore ; sert aussi d’anus Dans la nature ils peuvent avoir deux formes :  les polypes (sont fixé)  les méduses = libre

Cycle théorique : 2 phases

Les polypes et méduses sont 2 phases d'un même développement : phase polype (asexuée) et méduse (sexuée).

Le planula se fixe, s'allonge et sa bouche s'entoure des tentacules pour donner un jeune polypes. Dans certains cas les polypes peuvent se multiplier en colonies de polypes, va alors se former des petits bourgeons qui se détache pour donner des méduses. Cependant des espèce de cnidaires n’ont 1 stades qui est plus important (= il y'en a qui passe le plus part de leur temps en phase polype et brièvement la phase méduse).

II-

Organisation : Feuillet externe : Ectoderme Feuillet interne : Endoderme Entre Endoderme et Ectoderme : Mésoglée

 Ectoderme : Cellules épithéliale : On retrouve des : cellules sensorielles (pas de système nerveux), des cellules interstitielles (cellules non différenciées) et des cellules cnidoblastes (cellules venimeuses)  Cnidoblaste : cellules contenant un vacuole contant une toxine (= actinocongestine) on retrouve aussi des filament invaginés qui baigne dans le liquide et la vacuole est renfermé par un opercule et a un cil. Lorsqu'une proie touche le cil, le filament se dévagine et injecte les toxines aux proies. Les cnidoblastes sont repartis surtout dans les tentacules et autour de la bouche.  Endoderme : - Cellules endodermique ciliées : Absorbe les particules après la digestion - Cellules glandulaire : secrète des enzymes digestives déversé dans le cavité gastrique = digestion externe = vrai estomac - Cellules sensorielle

Morphologie :

III-

Classification :

Il y a 10 milles espèce de cnidaires actuellement (sauf fossile), séparé en trois groupes : - Hydrozoaires - Scyphozoaires - Anthozoaires Toutes ces espèces sont définis par leur caractéristiques et leur phase dominantes. 1- Les Hydrozoaires : Les Hydrozoaires sont solitaires ou coloniaux. La phase polype domine au cours de leur cycle. La cavité gastrique du polype est non cloisonnée. Leur méduses sont des méduses a velum (= méduses craspédote). Ils possèdent un diaphragme (= le velum) qui referme leur sous ombrelles. Exemple 1 : Calyptoblastides : Obelia

Le dessin du cycle de l'Obelia ressemble au cycle théorique. Le polype bourgeonne latéralement puis donne une colonie arborescente. L'ensemble des polype sont protégées par une petite enveloppe transparent : le perisarc. Les polypes munie de tentacules sont appelées : Gastérozoïdes : polypes nourricier capture des proies. D'autre sont couverte de bourgeons médusaire : Gonozoïdes : produit des méduses. On remarque une différentialisassions morphologique des polypes dû au spécialisation fonctionnelles : la Polymorphique.

Exemple 2 : Siphonophores : Halistemma

Le cycle d’Hydrozoaire Siphonophore : Halistemma est une colonie flottantes où des polypes polymorphiques sont réunis dans un tige très longue : Stolon (=30 m). On retrouve une vésicule au sommet : pneumatophore = flotteurs En dessous de la pneumatophore, il y a des cloches natatoire, propulseur de la colonie. Sous les cloches natatoires, on retrouve des polypes assemblés en Cormidies (en vieux français = Régiment). Au niveau de la cormidie la polymorphisme est très poussé :  Gastrozoïdes : filament "pécheur", riche en cnidoblastes  Gonozoïdes : petites méduses sexuées, produit des gamètes (Les gamètes sont libérés dans l'eau et rencontre d'autre gamète de la colonie = larve plantula qui donne un stolon = nouvelle colonie)  Dactilozoïdes : polype de défense  Bouclier / Bractée : polype de protection

2- Les Scyphozoaires : Les Scyphozoaires ont une phase méduse dominante et une phase polype réduite ou absente. C’est une méduse sans vélum (acraspédote) ; de 5cm à 2m de diamètre. Possède une cavité gastrique divisée en 4 compartiments. A des cellules dans la mésoglée et possède 4 à 8 bras buccaux (capture des proies).

Exemple : Aurelia

Le jeune polype va subir des division transversal = strobilation (pas fréquent). Pour donner le Stade Scyphistome. Chaque "assiette" se détache pour donner des jeunes méduses.

3- Les Anthozoaires : Anthozoaires vient de Anthos (=fleur) et Zoo (= animaux) ce sont des « animaux-fleurs ». Ils existent uniquement sous la forme polype, ils sont sexués : les spermatozoïdes rentrent dans la cavité pour aller féconder des ovocytes. Possèdent un Pharynx ectodermique : stomodeum pénètre dans la cavité gastrique, ainsi qu’une cavité gastrique subdivisée en compartiments par des cloisons endodermiques. L’embryon se développe dans la cavité gastrique parentale. La bouche ne se situe pas au sommet du polype mais a l’extrémité du pharynx (aussi appeler stomodeum) qui est une invagination de l’ectoderme. Chez entozoaire il y a plusieurs replie de l’endoderme qui divise la cavité gastrique en compartiment.

Octocoralliaires : symétrie d’ordre 8 : -

8 tentacules 8 cloisons gastriques = replis endodermiques Les polypes sont petits (1 mm à 1 cm) Se regroupent en colonies de quelques dizaines à quelques centaines d’individus (elles ont l’aspect de buisson soit érigée autour d’un axe) Exemple : corail rouge, Vérétille Hexacoralliaires : symétrie d’ordre 6 : -

-

6n (multiple de 6) tentacules 6n cloisons gastriques 2 sortes d’hexacoralliaires o les durs = récifs les polypes se regroupent en colonies de plusieurs millions d’individu où chaque individu forme un squelette calcaire. o les mous = anémones car elle non pas de squelettes Polypes sont de grande taille (1 à 10 cm), Certains sont solitaires, comme les anémones de mer. Colonies jusqu’à des millions d’individus (exemple : récifs de coraux formant des atolls).

Si on multiplie les squelettes on voie apparaitre des récifs coralliens : plus grande construction animale. (exemple : Grande barrière de corail en Australie)

CHAPITRE 4 : LES PARENCHYMIENS :

Les Parenchymiens sont des eumétazoaires : ont des tissus vrais. Ils font partie des Triploblastiques = Bilatériens, constitués à partir de 3 feuillets embryonnaires. Apparition du Mésoderme entre Ectoderme et Endoderme. Les Protostomiens sont des mésodermes se forme par schizocœlie et le blastopore donne la bouche. Spiraliens = œuf à segmentation spirale, plans de division des cellules obliques par rapport à l’axe pôle animal / pôle végétatif, au fur et à mesure des générations les cellules s’agencent en spirales. Parenchymiens signifie que le mésoderme forme un Parenchyme de remplissage (entre Ectoderme et Endoderme). Il exist...