La vie marine

Introduction

Puisque la vie est d’abord apparue sous l’eau, enfiler ses palmes et son masque c’est comme remonter le temps. Le milieu aquatique et marin en particulier permet en effet de suivre l’évolution de la vie depuis son apparition jusqu’à ses formes les plus évoluées.
On se limitera ici à une taxonomie rudimentaire en évoquant les grand règnes et leurs principaux embranchements, sans s’embarrasser de noms d’espèces en latin.

Le Projet

1 Le règne des Protistes

Les Protozoaires font partie d’un règne bien à eux, celui des Protistes.

Ce sont des organismes mobiles unicellulaires même s’ils possèdent parfois plusieurs noyaux. Cependant, la cellule unique des protistes est plus complexe que la cellule animale typique car toutes les fonctions nécessaires à la vie animale sont remplies par les organelles de cette cellule unique.

Le plancton est constitué de tout ce qui flotte dans la mer : végétaux, animaux minuscules, algues microscopiques, protozoaires ou larves. Le plancton « végétal », ou « phytoplancton », se construit à partir de matières minérales. Il ne vit que dans les couches superficielles de la mer (entre 15 et 10 mètres de profondeur), et accomplit sa photosynthèse.

Le plancton « animal », ou « zooplancton », se nourrit de matière vivante, certains espèces étant herbivores et d’autres carnivores. Il remonte la nuit vers la surface pour se nourrir de phytoplancton et redescend pendant la journée vers les eaux plus profondes.

Le plancton est le premier maillon des chaînes alimentaires marines. Le phytoplancton est mangé par le zooplancton et par une multitude d’organismes marins. Certains gros animaux comme la baleine et le requin pèlerin se nourrissent directement de zooplancton.

2 Le règne des Algues

Apparues il y a 1,5 milliard d’années lors de la formation d’eucaryotes photosynthétiques, on clase généralement avec les champignons. Les algues sont-elles des plantes ? La question n’a pas encore été entièrement tranchée par les taxonomistes. Tout comme les plantes à fleurs, les algues ont besoin de lumière pour produire leur propre nourriture, mais c’est bien le seul élément qu’elles ont en commun. Les algues ne possèdent pas de racines et ne produisent ni fleurs ni graines. En effet, elles n’ont pas besoin de racines pour puiser les éléments nutritifs dans le sol, puisque l’eau de mer contient tous les éléments nécessaires à leur croissance. Ainsi, la racine devient le crampon, la tige le stipe et les feuilles les thalles.

Les algues se divisent en trois grandes catégories, selon le type de pigments qu’elles possèdent.

- Algues brunes (Phéophycées), dont les laminaires.

- Algues vertes (Chlorophycées), leur pigment dominant est la chlorophylle, où l’on retrouve les célèbres caulerpes.

- Algues rouges (Rhodophycées), leur pigment dominant est la caroténoïde.

3 Le Règne Végétal

On rencontre plusieurs plantes à fleurs (phanérogames ou angiospermes) sous -marines, ainsi la célèbre Posidonie méditerranéenne ou la Thalassia des caraïbes, généralement implantée en vastes herbiers. Ces herbiers, extraordinaires oasis de vie, produisent des quantités importantes d’oxygène et offrent abri, frayère et nourriture pour la faune.

Il semble que la Posidonie descendet d’un ancêtre terrestre qui devait ressembler aux joncs. La floraison, relativement rare, se produit à l’automne et donne des fruits appelés olives de mer qui, après s’être détachés de la plante flottent et s’échouent sur les plages entre mai et juin. Les feuilles, également peu dégradables, s’accumulent (litière) et sont rejetées sur les plages lors des tempêtes.

4 Le Règne Animal

Le règne animal se différencie du règne végétal par deux point principaux :
Aucun animal n’est autotrophe. Il a besoin de se nourrir de matière organique déjà existante pour fabriquer la sienne.
La membrane plasmique des cellules procaryotes et végétales est doublée extérieurement d’une paroi rigide, contrairement à celle des cellules animales.

41 Les Invertébrés

411 Embranchement des Spongiaires (Eponges)

Elles vivent fixées sur tout type de support, depuis la surface jusqu’à 5 000 mètres de profondeur. Près de 10 000 espèces d’éponges vivantes sont répertoriées, et leur répartition géographique est mondiale.

Ces animaux sont parmi les plus simples. Leurs formes sont souvent mal définissables : l’éponge encroûtante recouvre le substrat et épouse sa forme, d’autres éponges revêtent une forme sphérique, ou en boule, une forme tubulaire ou encore en coupe.

Les éponges sont composées de multiples cellules disposées en couches distinctes sans jamais former d’organe. Immobiles, elles se nourrissent et captent le dioxygène en créant une circulation d’eau à l’aide de cellules à flagelle. L’eau est absorbée par une multitude de cellules perforées, les porocytes. Elle ressort par un orifice de grande taille, l’oscule. Les éponges se reproduisent par bourgeonnement, ou de façon sexuée.

La paroi d’une éponge est composée de deux feuillets. L’éponge est soutenue par un réseau d’armatures dures, les spicules. Ils peuvent être en carbonate de calcium ou en silice.

412 Embranchement des Cnidaires

Ce vaste embranchement regroupe des animaux bien connus comme les méduses, les coraux, les anémones ou encore les gorgones.

Les Cnidaires sont diploblastiques (deux couches de tissus).

Ils sont libres ou fixés. Souvent dans la même espèce existe une alternance de deux types : le Polype, fixé, donne naissance par voie asexuée à la forme libre ou Méduse qui se reproduit par voie sexuée pour redonner un polype. Ce phénomène n’est connu que depuis peu. Les méduses sont nageuses et ont la forme d’une ombrelle. Les polypes ont généralement un corps cylindrique et s’attachent au substrat par leur disque pédieux. La bouche est généralement orientée vers le haut, et est entourée de plusieurs tentacules.

On regroupe les cnidaires en différents ordres selon la durée relative de chaque phase. Ainsi le stade méduses domine chez les méduses, le stade polype domine chez les coraux et les gorgones et les deux stades sont équivalent pour le corail de feu.

Les Cnidaires sont des carnassiers qui se nourrissent de plancton, de protozoaires, et de petits poissons. Ils capturent et immobilisent leurs proies à l’aide des cnidoblastes de leurs tentacules. Ces cellules contiennent des toxines qui paralysent la proie qui est ensuite transportée vers la bouche à l’aide des tentacules.
Les coraux durs vivent en symbiose avec des algues photosynthétiques (zooxanthelles) qui produisent leur énergie.

Les Cnidaires ont un système nerveux primitif (réseau nerveux) composé d’environ 100.000 neurones en réseau.

413 Embranchement des Cténaires

Ils présentent une cavité gastrique, des tentacules et une bouche en forme de fente. A la différence des Cnidaires les larves montrent une ébauche de vrai mésoderme.

Ils portent des cellules particulières nommées Colloblastes dont le rôle est équivalent aux cnidoblastes, mais ne sont pas venimeux. Ces animaux sont hermaphrodites.

414 Embranchement des Bryozoaires

Souvent surnommés « dentelles de mer », ce sont des animaux coloniaux constitués d’un grand nombre d’individus, les zoïdes. Les colonies mesurent de quelques millimètres à quelques dizaines de centimètres. Chaque zoïde (inférieur à 1 mm) est constitué d’une partie vivante entourée d’une logette.

Chaque individu filtre l’eau avec une couronne de tentacules ciliés qui transporte les éléments nutritifs vers la bouche. La logette est faite d’une paroi chitineuse ou calcaire.

Beaucoup d’espèces actuelles occupent les récifs coralliens mais certaines vivent dans les mers tempérées ou même en eau douce. On peut également en rencontrer à très grande profondeur.

415 Embranchement des Plathelminthes (verts plats)

Animaux triploblastiques, ils sont aplaties dorso-ventralement et on voit le début de la céphalisation. Le mésoderme donne naissance aux organes et aux muscles.
De nombreux Plathelminthes sont des parasites (vers solitaires, douves, bhilarzies).

La classe de turbellariés comprend les planaires, des petits vers qui vivent surtout dans l’eau douce et quelques ont vivent dans l’eau marine et ne sont pas parasites. Ces animaux ont une cavité gastro-intestinale très ramifiée qui a une fonction de digestion et de circulation. Bien qu’hermaphrodites, ils doivent s’accoupler pour se reproduire.

416 Embranchement des Annélides (vers marins)

Les annélides possèdent un corps segmentés avec des segments en anneaux. Ils disposent d’une tête qui peut porter divers organes spécialisés (antennes, yeux, palpes, mâchoires) et qui contient des organes sensoriels et un cerveau simple, d’un tube digestif complet, d’un système nerveux ganglionnaire, d’une musculature assez développée pour permettre contraction et étirement, d’un ensemble d’organes disposés sur les autres segments permettant la propulsion, la respiration, l’excrétion ainsi que des organes tactiles et photosensibles.

Les annélides sont regroupés en 3 sous classes selon le nombre de soies qu’ils portent :

- les Achètes (sans soie, comme la sangsue),
- les Oligochètes (peu de soie),
- les Polychètes (beaucoup de soies) (ver de feu, Spirographe).
  Ces derniers peuvent être errants (vers de feu) ou sédentaires (vivant dans le sable ou dans un tube, ex : Spirographe, Sabelle).

La reproduction des annélides peut être sexuée ou non.
Les polychètes sédentaires tubicoles possèdent des branchies hypertrophiées s’ouvrant en panache à l’extrémité de leur tube (spirographes). Elles servent à filtrer l’oxygène de l’eau mais aussi souvent à filtrer la nourriture. Ils peuvent se rétracter dans le tube à la moindre alerte (mouvement de l’eau , vibration, lumière, ...).

417 Embranchement des Echinodermes

C’est dans cet embranchement que l’on trouve quelque un des plus célèbres animaux marins : les étoiles de mer, les oursins, les holothurides (concombres de mer) ou encore les ophiures et les crinoides.

Les Echinodermes (peau épineuse) se caractérisent par leur forme basée sur une symétrie radiaire d’ordre 5 (forme étoilée) particulièrement visible chez les étoiles de mer. Le squelette est constitué de plaques calcaires libres, soudées ou articulées entre elles. Les plaques ambulacraires sont perçées de trous par lesquels sortent de petits prolongements, les podia, munis de ventouses qui permettent à l’animal de se déplacer. L’animal repose sur le fond, la bouche tournée vers le sédiment.
Les Echinodermes se nourrissent de végétaux et de petits animaux marins.

Les sexes sont séparés chez presque toutes les espèces mais certaines sont hermaphrodites.

La fécondation et l’incubation s’effectuent directement dans l’eau de mer. La reproduction fait intervenir une forme larvaire libre qui finie par tomber sur le fond pour se fixer au substrat.

418 Embranchement des Mollusques

C’est le deuxième embranchement le plus diversifié avec plus de 100 000 espèces vivantes. Ses représentants habitent principalement le milieu marin, mais certains groupes ont colonisé avec succès les milieux dulcicoles et terrestres. Les Mollusques comprennent des animaux qui ont des formes et des modes de vie très différents, comme l’huître, la limace et la pieuvre.

Il y a sept classes de Mollusques, mais 99% des espèces vivant actuellement appartiennent aux Bivalves (huître, moule, palourde) et aux Gastéropodes (limace, escargot), sans oublier la classe des Céphalopodes (pieuvre, seiche, calmar), le groupe le plus évolué.

Contrairement aux Annélides, aux Arthropodes, et aux Vertébrés, les Mollusques n’ont pas une organisation métamérique.

Ils possèdent un pied ventral musculeux qui joue un rôle dans la locomotion, ainsi qu’un manteau qui enveloppe la masse viscérale dorsale et qui sécrète la coquille composée principalement de carbonate de calcium. Plusieurs Bivalves ne se déplacent pas du tout, et leur pied est transformé en filaments collants (les byssus). Les Céphalopodes se déplacent principalement en projetant l’eau contenue dans la cavité du manteau par un siphon, un peu à la manière des moteurs à réaction.

Tous les Mollusques aquatiques ont des cténidies. La ventilation de ces organes respiratoires est assurée par le mouvement de l’eau qui est provoqué par l’action des cils ou la contraction des muscles de la cavité du manteau. Le système circulatoire de la plupart des Mollusques est ouvert. Le sang pénètre dans le coeur par les ostia et est pompé dans les artères. Les Céphalopodes ont cependant un système circulatoire fermé qui est beaucoup plus efficace et peut supporter les taux métaboliques élevés associés à la nage rapide.

La radula est impliquée dans l’alimentation de tous les Mollusques, sauf chez les Bivalves. Cette structure en forme de râpe est bien adaptée au broutage des algues sur les substrats durs. Chez les Gastéropodes prédateurs, elle est transformée, et peut servir de lance.
La reproduction est sexuée. La plupart des Bivalves n’ont pas d’organes copulateurs et relâchent leur gamètes dans l’eau.

419 Embranchement des Arthropodes

L’embranchement des Arthropodes est le plus vaste sur notre planète, ils sont présents dans tous types d’habitats. C’est l’embranchement des insectes et des crustacés.
Leurs caractéristiques principales sont la présence d’appendices articulés et d’un exosquelette, formé d’une cuticule qui recouvre entièrement l’extérieur de l’animal.
Chez les Crustacés de grande taille, l’appareil respiratoire est constitué de lamelles ou de filaments branchiaux.

Ils possèdent un estomac complexe, le moulin gastrique, souvent subdivisé en deux parties. La plupart se nourrissent de proies mortes ou vivantes appartenant à tous les embranchements animaux. Certains sont planctonophages, et les algues entrent également dans l’alimentation des espèces de la zone côtière.

Le système nerveux des Crustacés présente des neurones, cellules nerveuses par excellence.

Les sexes sont le plus souvent séparés. Les spermatozoïdes émis dans l’eau pénètrent dans le manteau d’un individu voisin où les ovocytes sont fécondés. Après incubation des oeufs, les larves « nauplius » libérées dans le milieu mènent une vie pélagique. Puis ces larves se métamorphosent en « cypris », stade larvaire amorçant la vie fixée. Au cours de leur vie larvaire, les Crustacés subissent une succession de mues qui les amènent progressivement, après métamorphose, à leur forme définitive.

42 Embranchement des Chordés (Urochordés, Tuniciers)

Les Urochordés sont les premiers représentant du grand groupe des Chordés (qui comprend les Vertébrés).
Les Urochordés possèdent une épaisse tunique, tissu vivant riche en cellulose secrété par l’épiderme, qui leur donne le nom de Tuniciers. Ces animaux possédent tous (au moins à l’état larvaire) une sorte de petite tige rigide dorsale qui va d’une extrémité à l’autre du corps. C’est la chorde, qui joue un rôle de soutien.

Les Ascidiacés adultes se présentent comme un sac percé d’un orifice inhalant (ou siphon buccal) et d’un orifice exhalant (ou siphon cloacal) fixé sur le sol.
Au dessus de la chorde se situe le cordon nerveux, creusé d’un canal central. Ce cordon s’élargit dans la partie antérieure de l’animal pour former le cerveau. L’appareil circulatoire est clos mais il n’y a pas de coeur individualisé.

43 Embranchement des Vertébrés

431 Les Poissons

Les poissons sont présent dans tous les types de milieux aquatiques, quel qu’en soit la salinité, la température ou la profondeur. La plupart des espèces marines colonisent les eaux tropicales, notamment à proximité des récifs coralliens. Cependant, les eaux marines froides arctiques et antarctiques sont assez riches en espèces, car le plancton, à la base du réseau trophique, y abonde. Ils représentent la source la plus importante de protéines animales pour les humains.

On distingue les agnathes (poissons sans mâchoires : lamproies) et les gnathostomes (poissons à mâchoires). Ces derniers sont subdivisés en deux classes. Les chondrichtyens (poissons cartilagineux : requins et raies) et les ostéichtyens (poissons osseux). On y retrouve certaines espèces à part comme les primitifs dipneustes ou le célèbre coelacanthe, mais c’est de loin le groupe des téléostéens avec plus de 20 000 espèces qui regroupe la vaste majorité des poissons connus. Entre autre on y retrouve les anguilles, les murènes, les sardines, les brochets, les truites, les carpes, les piranhas, les thons, les hippocampes, les turbots, ou encore les poisson-papillons.

432 Les Reptiles

Chez les reptiles, la peau, est hérissée en épines de défense.

Le cœur possède deux ventricules qui ne sont pas complètement séparés.

Comme les amphibiens, les reptiles muent tout au long de leur existence.

La chaleur accélère le développement embryonnaire, et la détermination du sexe dépend de la température durant l’incubation.

On retrouve tous les grands ordres de reptiles dans le milieu marin, notamment les tortues, les serpents, les crocodiles, ou encore certains lézards (iguanes marins).

433 Les Batraciens

Le mot amphibien définit une créature ayant un double mode d’existence sur terre ou dans l’eau. Ils sont hétérothermes (la température varie en fonction de la température ambiante). La métamorphose, brusque transformation entre l’état larvaire et l’état adulte, est une caractéristique déterminante chez les batraciens. Leur peau est humide et glandulaire, et ne possède ni écaille ni griffe. Ils renouvellent leur peau plusieurs fois par an durant toute leur existence.

Les batraciens sont pourvus d’une paire de poumons, mais chez quelques salamandres, ceux-ci peuvent être totalement absents.

434 Les Oiseaux

Les oiseaux de mer ne représentent que 3 % des espèces d’oiseaux du monde entier. Ils sont plus nombreux dans les eaux polaires que dans les tropiques. Ils se nourrissent en général de petits poissons ou de zooplancton. En ce sens, ils font indiscutablement partie de la chaîne alimentaire marine, et la mer constitue leur milieu de vie tout autant que celui des crabes ou des coraux. On y trouve en vrac les goélands, les albatros, les manchots, les pingouins, les puffins, les cormorans, les mouettes ou les pélicans.
Tout comme les baleines, les oiseaux de mer effectuent d’importants déplacements, comme la migration de la Sterne entre l’Arctique et l’Antarctique.

435 Les Mammifères

Tout comme nous, ils ont le sang chaud, respirent par des poumons et allaitent leurs petits.

Les pinnipèdes (phoques,otaries, morses) vivent dans l’eau mais se reposent et se reproduisent à terre.
Les siréniens (lamantins et dugongs), herbivores, vivent dans les eaux côtières où se développent les plantes aquatiques.

Les cétacés vivent continuellement en pleine eau et n’en sortent jamais même pour se reproduire.
Les cétacés à fanons, les mysticètes (baleines et rorquals), se nourrissent de petites crevettes , le krill. Les fanons sont des lames cornées qui pendent de la mâchoire supérieure et qui permettent de filtrer le plancton.

Les cétacés à dents, les odontocètes (dauphins, cachalots, marsouins), mangent poissons et poulpes.

5 Les Enjeux, les Découvertes

Une équipe du CNRS se penchent actuellement sur le « picoplancton », à savoir le plancton de moins de 2 microns, et s’intéresse à son rôle clé comme base de la chaîne alimentaire et aux biomasses insoupçonnées existantes.
On retrouve aujourd’hui les algues dans de nombreux produits cosmétiques ou alimentaires, et leur culture est déjà très développé au Japon, bien qu’elle reste balbutiante en France.

Le Groupement d’Intérêt Scientifique Posidonie de Marseille, s’intéresse de près à la préservation des herbiers de Posidonie méditerranéens, menacés par la pollution ou par la tristement célèbre algue Taxifolia.
La préservation des récifs Coralliens est au cœur des grands bouleversements biologiques et climatiques actuels : blanchiment, réchauffement des eaux, étouffement par les sédiments, pollution, montée des eaux...

Riftia pachyptila a été récolté dans les eaux chaudes et surchargées de sulfure d’hydrogène sortant des sources hydrothermales qui jalonnent le rift du Pacifique oriental. Les prises ont eu lieu près des Galapagos par des fonds de 2 400 à 2 600 m. L’eau qui sort de ces sources a une température de 230 °C, ne contient pas d’oxygène et tient en solution 160 µmoles par litre de sulfure d’hydrogène. C’est un vers géant mesurant un maximum connu de 250 cm pour un diamètre de 3,8 cm. Il présente un intérêt exceptionnel car il s’est adapté à un milieu peu favorable à une extension de la vie.

Enfin, la pollution menace l’équilibre de tous les écosystèmes marins. Plus souvent négligés par les programmes de protection et de sensibilisation, ils n’en restent pas moins primordiaux sur une planète surnommées à tort « Terre ».

De même la surpêche a épuisé les stocks mondiaux de poissons, crustacés ou échinodermes. Les réglementations se font plus strictes et l’aquaculture représente déjà plus de la moitié du volume. Attention cependant à ne pas tomber dans les pièges du productivisme moderne.

Idées pour les camps : analyses planctonique de l’eau de mer ; culture et bouturage de coraux en aquarium (utilisation stimulation electrique). Création d’écosystèmes miniatures, observations in situ, photographie sous-marine, élevage aquacole bio (herbivores) en étang, visite des labos cnrs ou ifremer avec riftia, participation aux groupes de localisation/arrachage de taxifolia (observation simple)