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BIO 301

S. Betoulle

POISSONS Généralités sur les crâniates et vertébrés - Apparition d’un crâne (crâniates) soutenant et protégeant les organes de l’olfaction et de la vision: Embranchement comptant environ 40 000 espèces

- Apparition de vertèbres vraies constituant le squelette axial permettant de rigidifier le corps: Structure endosquelettique cartilagineuse ou osseuse dérivant de la chorde

- Apparition d’un appareil branchial (transitoire) avec des arcs branchiaux chez les vertébrés vrais - 2 canaux semi-circulaires (au moins) chez les vertébrés, un seul chez les myxines Dorsale

Antérieure

Postérieure

Ventrale

La bouche s’ouvre vers la première partie du tube digestif qui est le pharynx. ll est percé de fentes branchiales (7 paires). Entre ces fentes se trouve des arcs branchiaux plus ou moins rigide à structure endosquelettique formés par du tissu cartilagineux et/ou osseux. Le neuro-crâne constitue la partie antérieure du tube nerveux, la plus élargie correspondant à l’encéphale et entouré du crâne. Il se prolonge par la moelle épinière entourée de vertèbres, c’est la colonne vertébrale. Chez les vertébrés, l’appareil branchial a régressé. C’est pourquoi on parle d’appareil «!transitoire!».

Les poissons sont localisés par les pastilles rouges. Poisson: organisme adapté à la vie aquatique présentant un certains nombres de caractères morpho-anantomiques dû à cette baleine. Ce terme n’apparait pas dans les taxons car c’est un groupe paraphylétique. Cf TD Bio 207

I. Origine et historique Les agnathes («!Gnathos!» mâchoire et «!a!» sans) sont les vertébrés aquatiques les plus anciens. Dévonien (-418 à -359 MA) et Silurien (-444 à -418MA) (Ere Primaire) Leur organisation est rudimentaire. Ils ont longtemps été considérés comme des « poissons » et en existe deux types fondamentaux dont les descendants sont: Lamproie et Myxine.

- Leur corde est persistante - L’appareil respiratoire branchial est plus ou moins isolé du pharynx - Les branchies sont localisées dans les poches branchiales ; chacune correspondant à un métamère. Les poches sont séparées par les arcs squelettiques branchiaux.

- Le squelette est rudimentaire, cartilagineux: Présentent souvent un squelette dermique ossifié. - Absence de mâchoire, de vraies dents, de ceintures, de nageoires et de membres pairs. L’autre terme pour nommer les agnathes est cyclostomes («!stomos!»: bouche, «!cyclo!»: ciruclaire) ➣Vertébrés aquatiques sans mâchoires a corde dorsale persistante, appareil respiratoire Branchial et squelette rudimentaire Page 1  sur 19 

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Les agnathes fossiles ou groupe des ostracodermes étaient des poissons recouverts de plaques osseuses ou lamproies cuirassées. II. Agnathes 1. Myxinoides (Myxines) A. Généralités

- Région céphalique contient des plaques cartilagineuses - 3 paires de barbillons sensoriels autour de la bouche - Glandes à mucus au niveau latéral et ventral Ils sont répartis au nord de l’Europe, de la scandinavie, et des côtes canadiennes c’est-à-dire dans la zone atlantique nord. Ce sont des animaux demercales vivants près du fond de l’océan mais de façon non permanente. Ils sont typiquement marins. On les trouvent au niveau des fonds vaseux où elles se cachent et utilisent le mucus pour la défense, sécrété par des glande à mucus latérales et ventrales. Leur couleur varie selon la couleur du fond. Leur alimentation est basée de poissons morts ou mourants, en creusant dans le corps et en consommant les viscères et les muscles. ex: Myxine glutinosa B. Morphologie et anatomie Au niveau de la tête, on observe les paires de barbillons, munis de rangées de dents (postérieures, antérieures) grâce auxquelles il lacère la peau des cadavres. Il a un oeil atrophié sur sa face dorsale, au dessus de l’encéphale, qui permet de renseigner sur les variations de luminosité en zone profonde dite aphotique.

Canaux semi-circulaires _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Il y a existence d’un seul canal semi-circulaire (forme de demi-cercle) situé au niveau de l’oreille interne. Chez l’homme, il s’agit de la partie située dans une cavité osseuse latérale du crâne au niveau desquelles se trouvent les cellules sensoriels. Chez les myxines, il n’y a que les cavités latérales des oreilles internes. Au lieu d’avoir 3 canaux semi-circulaires, il y en a un seul. La proie (myxine) propulse un jet de mucus dans la bouche du prédateur. La sécrétion se gélifient rapidement, en moins de 0,4 secondes. Le prédateur “choqué” libère sa proie et essaie ensuite de se débarrasser de ce mucus qui bloque son pharynx et ses fentes branchiales. Morphologie externe:# Ey: eye rudimentaire atrophié (1 seul canal semi-circulaire) Sp: Glande a mucus, pores Ouverture naso-hypophysaire: entre les 2e paires de barbillons ga: Ouverture branchiale mo: bouche pcd = canal pharyngo-cutané #

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Les poches branchiales s’ouvrent directement dans le pharynx. Toutes celles d’un même côté se jettent dans un canal qui communique par un seul orifice vers l’extérieur. 2. Pétromyzontidés (les lamproies) Les lamproies forment le groupe le plus nombreux des cyclostomes avec 9 genres et 35 espèces. A. Morphologie et anatomie La lamproie est aussi appelée flûte à 7 trous. Leur corps est long, cylindrique, recouvert d’une peau nue et visqueuse et riche en cellules à mucus. Contrairement aux myxines, ils possèdent 2 canaux semi-circulaires. - Longueur: 60 cm - Dans les océans : pélagiques, benthiques - Consommation humaine: Risque toxique Les lamproies sont également trouvés en eau douce telle que la lamproie de planaire. $ Leurs nageoires sont en nombre impaires, dans le plan sagittal du corps avec deux nageoires dorsales séparées par un court intervalle et une nageoire caudale. Ce sont de simples replis du tégument, qui n’ont pas de rôle important dans la propulsion. ➢ La locomotion est assurée par des mouvements ondulatoires du corps (comme chez les anguilliformes) et elles s’attachent aux pierres face au courant. La bouche est arrondie dont la partie antérieure et sert à la succion. Elle ressemble à un entonnoir tapissé de denticules cornés, renouvelables périodiquement. Ses glandes salivaires contiennent de l’anticoagulant.

Ce sont des parasites externes se fixant sur les téléostéens. Elles râpent les chairs avec leur langue. Ce sont des hématophages.

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Bouche non soutenue par des pièces squelettiques: s’ouvre sur le pharynx - oesophage - intestin Myotomes (région abdominale et caudale): structures métamériques répétitives Appareil urogénital est ventral, en avant de la queue Aqueduc (ventralement, en arrière du pharynx): Diverticule du tube digestif sous forme de sac, percé de 7 fentes branchiales.

Il existe un système latéral qui est un système sensoriel particulier. Au niveau de la région céphalique, des pièces cartilagineuses soutiennent et dorsalement, se trouve l’encéphale ainsi q’un sac olfactif issu d’une invagination sensorielle. C’est une narine externe. L’organe pinéal peut être considéré comme un 3e oeil sans dispositif cristallin. C’est un organe photosensible. Page 3  sur 19 

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En arrière du coeur, on retrouve le sinus veineux. Sous la chorde se trouve l’aorte dorsale qui rejoint l’aorte ventrale par des vaisseaux sanguins qui sont des artères branchiales, au nombre de 7 (comme les fentes). Coupe transversale dans la zone de l’aqueduc (dorsalement à ventralement): Tube neural Chorde avec cellules vacuolisées Amas cartilagineux Aorte dorsale Aorte ventrale Oesophage Aqueduc: s’ouvre latéralement par des trous Branchies (hachurées)

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L’eau pénétrant dans la bouche est véhiculée en direction l’aqueduc et ressort latéralement au niveau des fentes branchiales. C’est là que les échanges gazeux vont s’effectuer. B. Cycle de vie de la lamproie marine Leur reproduction se fait en eau douce (en rivière de mars à juin), dans des trous présents dans le lit des rivières. La «!parade nuptiale!» permet le rapprochement. 1. Fécondation La femelle s’attache à une pierre grâce à sa ventouse buccale. Le mâle s’attache sur elle de la même façon. Les ovocytes sont libérés dans le milieu extérieur que le mâle féconde par la libération de son sperme. 2. Formation d’une larve ammocète 3. Nutrition (3 à 5 ans) La larve reste en eau douce pendant plusieurs années en se nourrissant de particules organiques (végétales et animales). Elle présente un mode de nutrition mucopharyngé càd le même mode de nutrition que chez les procordés, notamment l’amphioxus. 4. Métamorphose L’animal se métamorphose, permettant de supporter les variations de salinité plus ou moins marquées. Il devient une lamproie adulte parasite et se fixe sur des poissons à partir desquels ils se nourrissent. Les lamproies migrent alors des rivières vers les lacs ou vers les milieux marins. 5. Remontée des fleuves Via des poissons migrateurs, par fixation sur les rochers ou en nageant. Cette espèce va, pour se reproduire, devoir systématiquement remonter en eau douce. Elle se métamorphose pour supporter le faible de taux en salinité. Pour cela, elles peuvent se fixer sur des poissons migrateurs tels que les salmonidés.

Définitions _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Poissons anadromes: Espèces amphidromes qui, de la mer, remontent les fleuves pour y pondre Poissons amphihalins: Capable de supporter des variations de salinité plus ou moins importante ex. Esturgeon, saumon, truite, anguille, alose… Amphidromes: Poissons migrant des eaux fluviales vers la mer ou inversement, une ou plusieurs fois au cours de leur vie. - Anadromes: Marins, remontent les fleuves pour s'y reproduire - Catadromes, Fluviaux ,se reproduisent en mer ex: Anguille Les amphidromes, au sens strict, effectuent des migrations saisonnières indépendantes de leur âge Page 4  sur 19 

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III. Gnathosthomes («!gnatho!» mâchoire, «!stomos!» bouche) Chondrichtyens «!poissons cartilagineux!» et Osteichtyens «!poissons osseux!» La partie blanche dorsale sur la tête du requin correspond au neurocrane. Derrière ce neurocrane, on voit les vertèbres qui apparaissent. Chez ces animaux, la boite crânienne est formée de tissu cartilagineux. De plus, Ils possèdent trois canaux semi-circulaires comme l’homme

La partie grisée correspond à la 1ere paire d’arc branchial /viscéral donne les bases squelettiques cartilagineuses ou osseuses qui aboutissent à la formation de la mâchoire (supérieure et inférieure). ➢ C’est l’évolution du cartilage ptérygopalatocarré dit de Meckel Ainsi, Il y a apparition d’une mâchoire chez les gnathostomes avec une mandibule: - Supérieure bilatérale: Cartilage ptérygocarré - Inférieure bilatérale: Cartilage de Meckel L’ensemble est issu de l’arc branchial le plus antérieur Organisation et Formation du splanchnocrâne Le splanchnocrâne /viscérocrâne et le neurocrâne forment le crâne. Les arc viscéraux sont au nombres de 7 (x2) portant les branchies. Un arc hyomandibulaire sépare la première paire d’arc branchial de la mâchoire de l’animal 1. Chondrichtyens = Sélaciens 846 espèces dont 25 espèces d’eau douce

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Squelette cartilagineux Bouche ventrale Fentes branchiales (5 à 7) s’ouvrant directement à l’extérieur Peau armée de denticules recouverts d’émail appelées écailles placoïdes Pas de vessie natatoire

1. Chondrocytes (1): avec des fibres et la matrice gélatineuse, ces cellules forment le cartilage hyalin ➢Conservation du cartilage chez les chondrichtyens 2. Ostéocytes (2): Ostéoblastes (3) à l’intérieur de la matrice osseuse qu’ils ont construite autour d’eux même. La rigidification est liée à la présence de cristaux minéraux dans la substance collagénique. ➢Ossification plus ou moins complète du cartilage chez les ostéichtyens

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A. Quelques exemples d’elasmobranches pleurotrèmes: Requins Vocabulaire préalable: Démersal: se déplace vers le fond océanique pour se nourrir de proies diverses Océanodrome: se déplace et effectue des migrations transocéaniques importantes Pélagique: Vie en pleine mer ✧ La roussette Scyliorhinus canicula • • • • • •

Environnement: marin démersal, subtropical Longueur: 60 cm Age max: 12 ans Localisation géographique: Atlantique nord Nourriture:Invertébrés benthiques(mollusques, crustacés, petits céphalopodes,vers polychètes, petits téléostéens) Espèce nocturne et ovipare (= ponte d’oeuf)

La forme juvénile sort de son oothèque qui correspond à l’enveloppe des oeufs dans lequel se développe et sont protégés les juvéniles. Ils sont fixés sur des amas d’algues.

✧ Requin-tigre Galeocerdo cuvier Environnement: marin, saumâtre bentho-pélagique, océanodrome, Subtropical Longueur: 500 cm Age max: 50 ans Localisation géographique: Asie du Sud-Est et Amérique centrale Nourriture: Elasmobranches, téléostéens (parfois toxiques: Diodon hystrix), mammifères marins, tortues, oiseaux de mer, crustacés, gastéropodes, déchets • Espèce nocturne

• • • • •

C’est la 2nd espèce de requins en termes de nombre d’attaques sur les humains (27 attaques documentées). Elle peut être maintenu en aquarium mais pour de courtes périodes (qq mois).

✧ Requin-bouledogue Carcharhinus leucas • Environnement: Marin, eau douce, saumâtre, récifal, amphidrome, subtropical, Océanodrome, dans la masse océanique générale ➢Espèce côtière et d'eau douce vivant dans les eaux peu profondes en particulier dans les baies, les estuaires, les rivières et les lacs. • Longueur: 260 cm • Age max: 32 ans • Localisation géographique: Asie du Sud-Est et Amérique centrale ➢Adultes: Près des estuaires et apports d'eau douce à la mer • Nourriture: Téléostéens, autres requins, raies, crevettes, mantes, crabes, calmars, oursins, charognes de mammifères, tortues de mer, et parfois ordures • Vivipares: Donne naissance à des portées allant jusqu'à 13 jeunes • Espèce capable de subir des variations de salinité importante Il est capable de parcourir de grandes distances (jusqu'à 180 km en 24 heures), se déplaçant au hasard. Il est très rustique et vit bien en captivité. C’est le plus dangereux requin tropical (Impliqués dans les attaques sur l’homme à plusieurs reprises)

✧ Requin blanc Carcharodon carcharias • Environnement: Marin, saumâtre, océanodrome, subtropical ➢Le ⊕: Littoral et en mer des plateaux continentaux et insulaires ➢Le ⊖: Au large des îles océaniques loin de la terre, baies peu profondes • Longueur: 594 cm • Age max: 36 ans • Localisation géographique: ubiquitaire des océans, pélagique • Nourriture: Téléostéens, requins, raies, phoques, dauphins, oiseaux de mer, charognes, calmars, poulpes, crabes et les baleines • Ovovivipare: Embryon avec un sac vitellin capable de se nourrir de la vésicule ombilicale et des autres ovules, non fécondés, présent dans le tractus génial de la mère • Mode de vie: Solitaire ou par paire Il est capable de migrations entre les régions océaniques et attaque les humains dont il confond sa proie normale. La plupart se produisent dans les estuaires.

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✧Requin marteau Sphyrna zygaena • Considéré dangereux en raison de sa présence dans les eaux tempérées • Environnement: marin, saumâtre, océanodrome, subtropical ➢ Plateaux continentaux et insulaire, Côtier, pélagique et semi- océanique • Longueur: 335 cm • Localisation géographique: Ubiquitaire des océans • Nourriture: Petits requins, raies mais aussi téléostéens, crevettes, crabes, oiseaux, céphalopode • Vivipare placentaire (20-50 petits par portée après 10-11 mois de gestation): Apporte les gaz respiratoires et les nutriments Il migre vers le nord en été. Le jeune est souvent dans les grands rassemblements de centaines d'individus.

✧ Requin baleine Rhincodon typus • Environnement: marin, océanodrome, Subtropical, côtier ➢Peut pénétrer dans les lagunes ou atolls coralliens ➢Parfois: Estuaires, embouchures de rivières, à l’occasion d’efflorescences saisonnières de crevettes. • Longueur: 1000 cm • Age max: 70 ans • Localisation géographique: Ubiquitaire des océans, surtout aux côtes Africaines et en Amérique centrale • Mode de vie: Seul ou en concentration de plus de 100 individus (souvent associé à des groupes de poissons pélagiques) • Nourriture: plancton, petits poissons (sardines, anchois, maquereaux, thons juvéniles), petits crustacés et calmars. • Ovovivipare: Taille de la portée de plus de 300 embryons. C’est un grand migrateur entre les bassins océaniques

✧ Requin pèlerin Cetorhinus maximus • Environnement: Marin, océanodrome, semi-océanique ou océanique; 8-16°C ➢Plateaux continentaux et insulaires, au large des côtes et souvent près de la terre, pénètre dans les baies fermée ➢En hiver: eaux plus profondes • Longueur: 700 cm • Localisation géographique: Ubiquitaire des océans, surtout subtropical /tempéré • Nourriture: Zooplancton (en filtrant) • Mode de vie: Seul, en paire, en groupes (3 ou plus), ou d'énormes bancs (jusqu'à 100) C’est un grand migrateur. Il entreprend de longues migrations transocéaniques (par exemple des îles britanniques à Terre-Neuve, Canada) et se déplace entre l'hémisphère nord et le sud dans les eaux tropicales. Les migrations observées couvrent plus de 9000 km.

✧ Poisson-scie Pristis pectinata Rostre allongé, aplati, garni de fortes dents latérales • Environnement: Côtier, Marin, eau douce, saumâtre, démersal, amphidrome ➢Le ⊕: Baies, des lagunes, des estuaires et des embouchures de rivières ➢Le ⊖: Rivières, lacs • Longueur: 550 cm • Localisation géographique: Zones littorales des caraïbes, nord de l’Amérique du sud, et côte ouest de l’Afrique$ Nourriture : poissons et crustacés trouvés en remuer le fond grâce à sa scie (contribue à tuer les poissons pélagiques) • Ovovivipare Il peut traverser l'eau profonde pour atteindre les îles au large. Il remonte aussi des rivières et peut tolérer l'eau douce Il est agressif vis-à-vis des requins lorsqu'il est conservé dans des cuves en aquarium.

Rappel: Les modes de reproduction ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Oviparité Après la fécondation, les oeufs sont expulsés de la femelle, et enfermés dans une capsule très solide, l’oothèque, elle même fixée à un support, les embryons se développement à l’intérieur en se nourrissant du sac vitellin.

• Ovoviviparité Ce mode de reproduction concerne la majorité des requins. Après la fécondation, les oeufs se développent dans l’utérus de la femme. Chaque embryon se nourrit de son sac vitellin. Et lorsqu’il n’y a plus à manger, chez certaines espèces, les embryons terminent leur croissance grâce à des substances nutritives sécrétées par la mère. Il y en a même qui se nourrissent de leurs congénères au sein de la matrice utérine. On parle d’adelphophagie Page 7  sur 19 

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• Viviparité C’est le système le plus évolué. Les embryons sont obtenus dans des compartiments utérins individuels et reliés à la mère par un placenta et un cordon ombilical. Ils recollent donc l’oxygène et les nutriments par la mère. ➢ Dans les 3 cas, les nouveaux-nés sont immédiatement autonomes après l’éclosion ou la parturition et ressemblent à des adultes en miniature. B. Quelques exemples d’elasmobranches hypotrèmes: Raies & Torpilles Elles ont un corps aplati...