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LES ETOILES DE MER

Les étoiles de mer sont des astéridés. Il existe au moins 1 600 espèces réparties en plus de 30 familles dans tous les océans. Elles font partie de la famille des échinodermes. Tous les échinodermes sont des animaux marins faciles à voir en plongée. Ce sont :

Les ASTERIDES : étoiles de mer. Les CRINOÏDES : comatules. Les HOLOTHURIDES : concombres de mer. Les OPHIURIDES : ophiures.

Les ÉCHINIDES : oursins. Ces animaux forment un groupe très ancien, qui n'évolue plus, ou très peu.Ce groupe possède un ensemble de points communs caractéristiques, et les différentes classes se distinguent essentiellement par leur aspect extérieur et leur mode de vie.

Les échinodermes présentent tous une symétrie radiaire, c'est à dire que les parties du corps sont disposées comme les rayons d'une roue. C'est très visible chez la plupart des étoiles de mer.

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L'étoile de mer est un animal qui a habituellement cinq bras à partir d'un centre (symétrie pentaradiale). Mais il existe certaines variétés avec plus de bras. L’étoile de mer commune a la particularité d’avoir une taille qui varie en fonction de son habitat. Si celui-ci est exposé, elle aura une envergure d’une douzaine de cm, s’il est abrité, en eau profonde par exemple (on la rencontre de la zone intertidale :jusqu’à 650 m de profondeur) elle pourra dépasser 30 voire même 50 cm d’envergure. Mais en général, elle fréquente la frange littorale jusqu'à 200 mètres de profondeur. Sa couleur est assez variable : souvent de teinte orange, elle peut être brun jaunâtre, mauve bleue ou violette. Les jeunes individus sont relativement rigides alors que ceux qui sont de grande taille sont plus souples, ils peuvent même sembler presque flasques. Comme tous les animaux à symétrie radiale, ils n'ont pas de tête, ni de droite, de gauche, de devant ou de derrière. Par contre, ils ont une face orale (où se trouve la bouche) et une face aborale (à l'opposé de la bouche)

Anatomie externe de deux étoiles de mer : l'une vu de dessus,l'autre de dessous.

SQUELETTE : Le squelette d'un animal est indispensable à 3 fonctions : -le soutien des organes internes -la protection face au milieu extérieur -le mouvement Les échinodermes ont un endosquelette calcaire : un ensemble de plaques rigides, les ossicules, qui sont situées sous la peau et reliées par des fibres de protéïnes. On parle aussi de squelette intradermique. ANATOMIE :

Anatomie interne d'une étoile de mer

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Coupe transversale de la surface Coupe transversale du bras Pédicellaire d’une étoile externe d’une étoile de mer d’une étoile de mer. de mer Sa surface est recouverte d'épines plus ou moins mobiles, qui lui permettent de se défendre contre ses prédateurs.

- A gauche ci-dessous, on peut voir un anus apical. - Elle porte des branchies, appelées aussi papules, qui lui servent à respirer en prélevant

l'oxygène dissous dans l'eau. Elles servent également à l'osmorégulation = maintien de l'équilibre interne en eau et en sels (sodium, chlore, …)

- Autour des épines il y a des pédicellaires, sortes de petites pinces servant à nettoyer les piquants ou qui servent à pincer les intrus.

- Sur la surface, également à gauche ci-dessous, se trouve la plaque madréporique qui sert à la locomotion.

Anus et plaque madréporique Détails de piquants, papulles Peau et pédicellaires

Podias Pédicellaires Pied Sa locomotion est assurée par un complexe système ambulacraire, qui communique avec l'extérieur par la plaque madréporique. Celle-ci laisse entrer l'eau à travers de petits trous, pour éviter l'entrée de sables et autres particules. L'eau est conduite dans l'anneau ambulacraire, puis circule dans chaque bras à l'intérieur de canaux radiaires. Chaque canal radiaire se ramifie en centaines de pieds ambulacraires, et du liquide circule partout dans l'appareil, formant un système hydraulique complexe grâce auquel l'échinoderme peut bouger, mais aussi ouvrir les valves d'un coquillage pour s'en nourrir, c’est le système aquifère, unique chez les échinodermes. Les étoiles de mer se servent aussi de leurs podias pour se déplacer. Ceux-ci fonctionnent comme une foule de petites échasses utilisées successivement, un bras servant de gouvernail. Les étoiles de mer peuvent aussi grimper sur des parois verticales grâce à leurs podias et à une matière gluante qu’elles secrètent pour adhérer.

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L’étoile de mer se déplace très lentement. Elle peut parcourir entre 5 cm et 2 m par minute. Certaines ne parcourent pas plus de 1 km durant toute leur vie.

Bras d’une étoile de mer rouge on peut Pieds ambulacraires Pieds ambulacraires situés remarquer les tubes à ventouses sur la face ventrale (pieds ambulacraires ou podias) Les pieds ambulacraires sont la principale structure locomotrice. À l'intersection du canal latéral et de l'ampoule se trouve une valve qui permet d'emprisonner l'eau dans le pied ambulacraire. Les muscles longitudinaux de l'ampoule permettent de pousser l'eau dans le pied, provoquant ainsi son extension. À l'extrémité de chaque pied se trouve une ventouse qui permet l'adhésion du pied ambulacraire sur le substrat. Finalement, la détente des muscles longitudinaux dans la paroi de l'ampoule permet la rétraction du pied. Le mouvement coordonné de centaines de pieds ambulacraires permet à l'étoile de mer d'avancer lentement.

Photo et schéma des composantes Coupe sagittale d'un pied Séquence de l’extention d’un pied ambu- du système aquifère. ambulacraire. lacraire et gros plan de leur insertion au travers des ossicules formant le squelette interne. Respiration et circulation : La diffusion joue un rôle important dans la respiration des étoiles de mer. L'épiderme porte des branchies dermiques ciliées, où a lieu un échange à contre-courant permettant une plus grande diffusion. Les pieds ambulacraires forment également une surface d'échange. Les tissus internes, toutefois, ne sont pas en contact direct avec l'eau de mer. Le système aquifère, dont la surface interne est ciliée, sert de système circulatoire, permettant à l'oxygène, aux éléments nutritifs, et aux déchets de passer de l'épiderme aux tissus internes ou vice-versa.

Alimentation et digestion Face orale : bouche

Toutes les étoiles de mer sont des carnivores voraces qui se nourrissent d'autres Échinodermes (Ophiures, Oursins) et de Mollusques bivalves, prédateurs elles capturent des proies vivantes ou

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nécrophages, elles se nourrissent de cadavres. Certaines se nourrissent de vers et même de petits poissons. Les coraux et les anémones de mer font également partie de leur alimentation. Leurs déplacements lents ne leur permettent d'attraper que des proies qui sont encore plus lentes qu'elles, comme les moules et les huîtres.

Etoile de mer ouvrant une moule.

Elles arrivent à entrouvrir la coquille de ces mollusques en se servant de leurs pieds ambulacraires. Elles enlacent d'abord le bivalve fermé avec leurs bras, puis s'y accrochent fermement avec les ventouses de leurs pieds ambulacraires (a). Les appareils musculaires et ambulacraires font contracter les pieds (b) et cela crée une traction (c) suffisante pour ouvrir la coquille. Elles dévaginent ensuite leur estomac cardiaque à l'intérieur de la coquille de leur proie. La bouche est située au centre de la face ventrale, et le court tube digestif se rend jusqu'à l'anus au-dessus du disque central. Les enzymes digestives produites par l'estomac digèrent et liquifient les tissus de la proie, et la "soupe" produite est aspirée à l'intérieur du tube digestif de l'étoile de mer où la digestion se poursuit dans l'estomac pylorique. Le tube digestif se ramifie dans les bras de l'étoile de mer, et cette ramification favorise le transport des éléments nutritifs vers toutes les parties de l'animal. Des caeca, glandes digestives pyloriques et gastriques, situées dans chaque bras fabriquent des sucs digestifs et contribuent à l'absorption et à l'entreposage des nutri-ments ; éléments provenant de la digestion des aliments, et directement utilisables par les organes.

On peut facilement voir les sacs intestinaux Entre les valves d’une moule on remarque, d'une étoile si on la décolle délicatement de gonflée, la portion d’estomac qu’une astérie a dévaginée. la proie qu'elle est en train de déguster.

Deux astéries consomment le même crabe Etoile de mer mangeant une moule Excrétion : Les Échinodermes n'ont pas de système excréteur et rejettent leurs déchets azotés directement sous forme d'ammoniac.

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SENS ET SYSTEME NERVEUX : Les structures sensorielles des Échinodermes sont dispersées sur tout l'animal, comme on pourrait s'y attendre d'un organisme à symétrie radiale. Des nerfs radiaires parcourent chacun des bras à partir d'un anneau nerveux entourant le disque central. Les ramifications des nerfs radiaires forment un réseau aux multiples connexions, et ce réseau assure la coordination des mouvements. Les organes des sens, tels qu'on les connaît, sont rares. On peut signaler toutefois un système olfactif assez développé : les échinodermes perçoivent la présence et la nature de substances chimiques dissoutes dans l'eau de mer. Privés d’yeux, les étoiles de mer possèdent également des structures permettant de percevoir la lumière, situés à l'extrémité des bras, ces capteurs photosensibles (jusqu’à 70 par mm2) leur permettent de détecter où se trouve la surface, un peu comme les statocystes des méduses. Les organes du sens visuel sont connus sous la forme de groupes cellulaires avec des pigments rouges. Ces organes sont soit disposés sur des espèces de coussins soit enfoncés et chez certaines espèces enfermés comme de véritables yeux. Chez certaines espèces comme Asterina gibbosa la cuticule de cet épiderme qui se glisse par-dessus ces échancrures forme une "lentille". L'oeil ne peut toutefois que percevoir des contrastes clair-sombre. Les étoiles de mer ne semblent pas avoir de perception de température. REPRODUCTION : Les sexes sont séparés chez les astéridés. Très peu d'espèces sont bisexuées comme Asterina gibbosa, femelle au stade juvénile et mâle au stade adulte. Il y a 5 gonades en position interradiale, chacune de celles-ci possédant un lobe dans chaque bras adjacent. Lors de la maturation, les gonades, à cause de leur augmentation de volume s'enfoncent de plus en plus dans les bras. Au moment de la reproduction on peut voir les gamètes s’échapper par les orifices : les pores génitaux, situés en bordure des points de jonction des bras avec le disque central. A ce moment-là, on remarquera les étoiles de mer redressées sur les extrémités de leurs bras, le corps fortement bombé. Un procéssus d’échanges de phéronomes précède la libération des gamètes et permet le synchro-nisme de celle- ci. Une femelle peut émettre, en deux heures, plus de deux millions d’ovules. La fécondation a donc lieu en pleine eau et donne des œufs qui aboutiront à des larves planctoniques.

Gamètes mâles : on distingue bien les orifices qui Gamètes femelles : de gros gamètes, il s’agit donc permettent la sortie des spermatoïdes Ces gamètes d’ovules sortant des organes génitaux d’une femelle. se dispersent de manière laiteuse dans l’eau.

Les oeufs des espèces pondant en pleine eau se développent au travers de plusieurs stades de larves planctonivores.

Larves d’étoile de mer Larve bipinnaria

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Les larves -gastrulae- qui nagent passent en très peu de jours au stade bipinnaria, lequel est caractérisé par des enroulements ciliés placés sur de courts appendices en forme de bras. Chez certains genres, les larves se métamorphosent durant la nage. La plupart des autres genres développent un stade larvaire appelé brachiola, lequel se caractérise par 3 bras adhérents et un disque suceur situé entre eux. La métamorphose ne débute qu'après la fixation du stade brachiola, se terminant seulement au bout de 24 heures. Ce n'est qu'à partir de œ moment que l'on peut reconnaître une petite étoile de mer, qui nécessite encore de multiples transformations, avant d'avoir développé tous les organes décrits précédemment. Deux mois plus tard a lieu la méta-morphose qui permettra d’obtenir une petite étoile de mer qui rejoindra le fond marin. Cette reproduction se déroule au printemps.

Divers stades larvaires Jeune animal. A gauche on voit bien la bouche Mais il y a des variations dans la reproduction chez certaines étoiles de mer. Chez l'espèce Archaster typicus les deux sexes sont en contact, le mâle se couche sur la femelle et passe ses bras entre ceux de la femelle.

Archaster typicus Asterina gibbosa Henricia oculata

Les étoiles de mer pratiquant le soin parental se soucient de diverses manières de leur descen-dance. Certaines comme l'espèce Asterina gibbosa originaire de Méditerranée restreignent leur soin parental uniquement par le dépôt de leurs oeufs dans un endroit protégé, d'autres comme Henricia oculata (où éponge de cuir) de la mer du Nord et de la mer Baltique s'installent sur leur oeufs jusqu'à leur éclosion. Certaines espèces telles Pteraster miliaris et Leptychaster kerguelensis coincent leurs oeufs entre les paxilles ou dans une cavité respiratoire du dos. Là ils sont pourvus d'eau fraîche par le courant respiratoire. En quittant la grotte d'incubation, les jeunes Pteraster atteignent déjà une taille de 1,5 cm. La littérature ne précise pas le type de nourriture qu'elles absorbent dans la grotte d'incubation. Chez Leptychaster kerguelensis ce sont 30 jeunes qui éclosent, restant les premiers temps dans des renfoncements situés sur le dos des parents. Il est possible qu'ils s'y nourrissent de mucus sécrété par les parents comme c'est le cas chez certaines espèces de poissons. Les espèces qui pratiquent le soin parental pondent beaucoup moins d'oeufs que les espèces pondant

Pteraster miliaris

Leptychaster kerguelensis

en pleine eau à peine quelques centaines d'oeufs. De plus leurs oeufs sont plus riches en vitellus et avec un diamètre de 0,5 à 1 mm nettement plus gros. Dès l'éclosion les larves se transforment immédiatement en petites étoiles de mer ou elles n'effectuent qu'une courte période de nage libre afin de trouver le substrat qui leurs convient. Chez la plupart des espèces d'étoiles de mer la métamorphose semble être en relation avec le substrat de colonisation adéquat et ses stimulants chimiques.

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Certaines étoiles se reproduisent de façon asexuée. Un de leurs bras se coupe et régénère une nouvelle étoile complète.La durée de vie d’une étoile de mer est estimée à environ 4 à 5 ans. CYCLE DE VIE :

stade 1 un mois. Embryon puis larve planctonique se nourrissant de phytoplancton, stade important pour l’étude du recrutement et de la dynamique explosive des populations.

stade 2 2 jours. Métamorphose en juvénile à 5 bras, taille de 0,5 mm.

stade 3 environ 6 mois. Juvénile se nourrissant d’algues, croissance lente, taille de 1 à 10 mm.

stade 4 6 mois à 2 ans. Juvénile se nourrissant de coraux, croissance rapide; taille de 10 à 200 mm.

stade 5 2 ans. Adulte à maturité sexuelle, ralentissement de la croissance car l’énergie est utilisée pour les produits sexuels, taille environ 200 mm

REGENERATION : Certaines espèces ont la possibilité de régénérer, c'est-à-dire, la capacité de faire repousser un ou plusieurs de leurs bras si elles en sont détachées. Un bras perdu peut être régénéré en moins d'un mois. L'étoile de mer qui en résulte est appelée forme comète aussi longtemps que la dimension des bras n'est pas la même.

Différentes comètes

Un genre en particulier, Linckia, est même capable, à partir d'un bras, de reconstituer l'étoile de mer en entier, et utilise cette capacité comme moyen de multiplication asexuée. Jusqu'à présent nous ne savons pas si ce phénomène de scission est provoqué de manière volontaire ou si une perturbation comme une blessure est nécessaire. C’est d’ailleurs également la seule astérie de couleur bleue.

Genre Linckia

FARINE : Prédateurs de bivalves, les étoiles de mer peuvent réduire considérablement les populations d'huîtres et de moules, ce qui cause de sérieux problèmes aux aquiculteurs qui cultivent ces mollusques très prisés des gourmets. Pour y remédier ils ont procédé à leur ramassage sur une grande échelle pour l'alimentation du bétail en en faisant de la farine. Les astéries, séchées et broyées, sont très riches en cendres, dont la plus grande partie est constituée par du calcium. Mais comme elles contiennent également de la thiaminase, qui détruit la thiamine des vitamines B, il ne

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faut en faire usage qu'avec prudence. Cette farine est donc utilisée, jusqu'à la dose de 20% en addition à des céréales pour l'alimentation des porcs, et jusqu'à 5% pour l'alimentation des volailles. A ces doses, elles n'ont eu aucun effet nuisible, dans les conditions de l'expérimentation, mais il a fallu quelque temps pour que les animaux s'y accoutument. Le goût de leur viande n'en a pas été affecté. Recherche en médecine : Pour mener les recherches fondamentales qui débouchent sur des applications dans la recherche anticancéreuse, le laboratoire "Cycle cellulaire" a jeté son dévolu sur les oursins et les étoiles de mer. Par un de ces clins d'œil dont la nature a le secret, ce sont ces deux derniers produits de la mer qui fournissent des moyens pour tester les produits qui un jour serviront à vaincre le cancer. "À l'intérieur de la cellule, divers mécanismes participent à la division cellulaire. Parmi eux, il existe un facteur universel qui déclenche la division, la CDC2 Cycline B. Nous travaillons sur la régulation de ce facteur," expose Laurent Meijer

Cellule-œuf d'étoile de mer Ovocyte en prophase de 1ère division de méiose.

L’étoile de mer a peu de prédateurs, à part d’autres étoiles de mer ou des gastéropodes. Leur peau contient des substances qui ressemblent au savon et qui lui donnent un goût désagréable. Certaines espèces, pour se protéger, sont recouvertes de piquants venimeux.

Tritons dévorant des étoiles de mer

Des fossiles ont été trouvés dans des roches aussi anciennes que le milieu de l'Ordovicien mais sont rares étant donné la structure. Les plus nombreux se trouvent dans la formation de craie au crétacé en Angleterre

A gauche Asteriacites lumbricalis Rhétien inférieur, Beaune

A droite Argoviaster occultus juvénile

Bathonien, Neufchâteau

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LES ACANTHASTERS : Acanthaster planci est une étoile de mer épineuse appelée "crown of thorns" en anglais ou "coussin de belle mère" en Nouvelle-Calédonie. C’est l’un des animaux les plus renommés des systèmes récifaux. Cette renommée ne s’est pas fondée sur sa beauté ou son intérêt commercial mais sur les agrégations qu’elle peut former et qui résultent en la mort du corail car elle se nourrit des polypes des coraux. Mais le régime n’est pas strict (algues, gorgones, alcyonaires peuvent être consom-més) ; la très grande surface de l’estomac quand il est dévaginé pour la nutrition (proportion bien supérieure à celle des autres étoiles) donne une possibilité de croissance rapide. Sa forme, plus souple et relativement plus légère que les autres espèces d'étoiles coralliennes lui donne une mobilité et une efficacité plus grandes. Les adultes peuvent se déplacer à une vitesse de 10m/h.

Morphologie

• Diamètre : 18 à 50 cm en Nouvelle Calédonie • 11 à 12 bras en général, parfois 16 ou 17 • 53 % des individus avec des bras en régénération • poids: 200 g à 3 Kg.

On la trouve dans tout l’Indopacifique, mais son abondance est difficile à évaluer car elle varie dans le temps et dans l’espace. Les acanthasters contiennent des saponimes (toxines) qui défavorisent la prédation. Cependant 12 espèces de poissons et coraux s'en nourrissent volontiers lorsqu'elles sont à l’état d’œuf et de larves. Charonia tritonis (gastropode) et Hymenocera picta (crevette) mettent les adultes à leur menu.

Charonia tritonis Hymenocera picta En Australie, une chercheuse vient d'établir un lien entre l'action des fertilisants rejetés dans la mer, dont l'azote, et la prolifération des acanthasters. elle a constaté qu'elles proliféraient justement dans les zones ou les rejets étaient les plus forts. LES COURONNES DU CHRIST :

Cette étoile de mer surnommée couronne du christ à cause de ses nombreuses épines qui lui cou-vrent le dos et qui occasionnent des piqûres graves et douloureuses. On la trouve en mer Rouge, dans les océans Indien et Pacifique ainsi qu’aux Caraïbes. Elle possède entre 10 et 20 bras et se nourrit de coraux. Elle a des teintes magenta et bleue dans les eaux proches de l'Indonésie mais aborde une robe souvent grise vert, rouge terne ou brune. Elle est dangereuse pour les humains. Elle cause de plus en plus de dégats sur les pentes récifales ou elle dévagine son estomac sur le corail. Son prédateur naturel est le triton géant mais celui ci est en voie de disparition à cause de l'homme.

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Dégats sur les coraux : avant après Triton géant LES ASTROPECTEN : Cette étoile de mer surnommé étoile peigne à la particularité de remuer le sable, elle est épaisse, son corps est beige avec des épines latérales le long de chaque coté de ses 5 bras. Elle est très active et se déplace sur les fonds sableux des océans en tamisant le sable à la recherche de nourriture. Pour la découvrir il faut aller aux Fidji ou à Tonga.

Série de photo illustrant le mode d'enfouissement des Astropecten polycanthys.

CULCITA : Cette étoile coussin est massive et ressemble un peu à un oursin sans épines à cause de ses bras à peine distinct. De coloration variable, elle est nuisible pour les coraux. On la trouve de la mer Rouge au Pacifique central.

Une série d’étoiles de mer pour faire rêver :

Etoile de mer à 7 bras Etoile glacialis Etoile lisse Hacelia attenuata Atlantique nord Méditerranée

Etoile de mer peigne Etoile rouge Etoile de mer glaciaire Petite étoile épineuse

Atlantique nord et Méditerranée.

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Etoile à mailles rouges Etoile-coussin granuleuse Etoile-coussin Etoile à bosses Mer Rouge, océan Indien Caraïbes Océan Indien, Pacifique

Soleil de mer épineux Tosia pentanogaster Nardoa réticulée Nardoa cloutée Atlantique Pacifique ouest Caraïbes et Indo-Pacifique Il existe encore de nombreuses étoiles de mer plus jolies les unes que les autres,mais il me faut être raisonnable. Je terminerai donc par une petite curiosité :

un Chinois vend des brochettes d'étoiles de mer et de scorpions, à Pékin.

UK 4/08