LES OURSINS

Généralités : Les oursins font partie de la famille des échinodermes . Les échinodermes sont des animaux exclusivement marins à symétrie rayonnée de type 5 à l'état adulte. L'axe de symétrie du corps passe par la bouche et l'anus déterminant les pôles oral et aboral. Leurs téguments sont rugueux ou épineux, car hérissés de piquants ou renforcés de plaques ou de spicules constituant un squelette dermique d'où leur nom. Ils possèdent un système interne de circulation de l'eau de mer, le système ambulacraire, en communication avec le milieu marin extérieur par l'intermédiaire d'un pore porté par la plaque madréporique. Ce système se manifeste à la surface du corps par la présence de pieds ambulacraires. Les échinodermes sont à sexes séparés, la fécondation est externe et le développement indirect passe par une larve plutéus. On rencontre les échinodermes dans toutes les mers depuis la zone côtière jusqu'aux grandes profondeurs. Ils peuplent les rochers, les herbiers ainsi que les fonds vaseux ou sableux. Ils supportent mal les variations de salinité. Petit rappel des échinodermes : • Les comatules ont un corps en forme de calice d'où partent 10 bras rayonnants portant des pinnules : • Les astérides ou étoiles de mer au corps étoilé dont les bras s'attachent sans démarcation nette de la partie centrale contrairement aux ophiures : • Les ophiurides ou ophiures ont un corps étoilé avec un disque central bien délimité portant 5 bras grêles serpentiformes ; • Les échinides ou oursins ont un corps globuleux recouvert de piquants et protégé par un test calcaire continu. • Les holothurides ou concombre de mer ont un corps allongé à section circulaire ou pentagonale, L'extrémité antérieure porte la bouche entourée de 10 tentacules rétractiles et ramifiés. Comatule Etoile de mer Ophiure Oursins Holothurie

Les échinides :

Paracentrotus

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 échinidés (surnommés oursins, hérisson de mer ou châtaigne

de mer) sont des créatures de mer épineuses vivant dans tous les océans du monde. La taille moyenne adulte est entre 3 et 14 centimètres. Certaines espèces ont des piquants vénéneux. Ce sont des invertébrés marins de l'embranchement des échinodermata , du grec ekhinos, « épine » et derma « derme ». Il existe 2 groupes d’oursins, selon la forme de leur corps : Les oursins réguliers, 440 espèces, leur contour est circulaire à ovale. Leur bouche est ventrale, leur anus dorsal, au centre. Ils vivent sur les récifs et les roches. Ils ont des dents et une mâchoire (la lanterne d'Aristote) grâce à laquelle ils peuvent se creuser une petite niche dans la roche. La plupart des espèces sont végétariennes. Les oursins irréguliers, 400 espèces, leur contour est allongé. La bouche et l'anus sont sur la face ventrale, la bouche à l'avant et l'anus à l'arrière. La plupart vivent sur et dans le sable et ils sont microphages (ils mangent de toutes petites particules)

Oursin régulier Oursin irrégulier

Squelette et anatomie. Leur corps sphérique est protégé par une coquille dure, entièrement recouverte d'épines acérées. Les épines tombent après la mort de l'animal. La coquille nue s'appelle un test. Les piquants sont caractéristiques des oursins. On les trouve sur tout le test. Ils sont portés par des tubercules ou mamelons du test, articulés à leur base et animés par des muscles. Chez les Oursins le squelette dermique devient complètement immobile : il est

Test d'oursin régulier Test d'oursin irrégulier

A = face dorsale B = face ventrale 1 = péristome (bouche) 2 = périprocte (anus) 3 = aires ambulacraires

formé de vingt rangées de plaques disposées suivant les méridiens, réunies par des sutures, et le test auquel elles donnent ainsi naissance est interrompu seulement autour des ouvertures anale et buccale. De ces plaques, les unes placées dans les zones radiaires, sont percées de trous qui laissent passer les ambulacres (plaques ou aires ambulacraires), les autres, également groupées par deux, séparent les précédentes ou paires ambulacraires elles sont dépourvues de pores et on les nomme plaques ou aires interambulacraires.

Test d’oursin débarassé de ses

piquants

a. zone ambulacraire b. zone interambulacraire 1. plaque calcaire 2. plaque radiale 3. orifice (passage d'un canal ambulacraire) 4. tubercule (sur lequel est fixé un piquant) 5. pores groupés par 2 pour chaque pied ambulacraire 6. plaque génitale 7. orifice génital 8. plaque madréporique 9. anus

Autour de l'anus, cinq plaques, qui correspondent aux zones ambulacraires présentent des ocelles et sont appelées plaques ocellaires, cinq autres plaques intermédiaires aux précédentes, correspondant par conséquent aux aires interambulacraires, sont percées de gros pores qui donnent issue aux produits génitaux et sont appelées plaques génitales ou apicales. L'une d'elles, plus grande que les autres et d'aspect criblé porte le nom particulier de plaque madréporique. Au pôle inférieur ou oral les dix rangées de plaques s'arrêtent à quelque distance du centre et circonscrivent un espace pentagonal, fermé par une membrane au

centre de laquelle s'ouvre la bouche. Les deux dernières plaques de chaque rayon portent sur leur bord libre un appendice calcaire dressé à l'intérieur du test et qui, en s'unissant à son congénère, constitue une sorte d'arc appelé auricule.

Face orale à gauche, anale à droite. Pôle aboral de Paracentrotus

A gauche agrandissement d'un test d'oursin partiellement débarrassé de l'épiderme et des spicules. On remarque très nettement les régions ambulacraires où subsistent les podia à l'état contracté. A droite détail de la région ambulacraire montrant les podia colomniformes surmontés d'une ventouse

Les podia où pieds ambulacraires Rôle locomoteur : Les pieds sont des tubes creux qui sortent du test par les orifices des zones ambulacraires. Ils se gonflent et se rétractent pour assurer le déplacement et font office de ventouses pour adhérer à la roche ou aux algues. Les piquants contribuent au déplacement de l'oursin, fonctionnant comme des échasses, surtout lorsque le support ne permet pas l'adhérence des ventouses. Une approche du pôle aboral de l’animal permet de distinguer sur le corps les différentes parties structurales de l’oursin : plaques ambulacraires et inter-ambulacraires bordées de blanc, piquants de diverses tailles et tubercules, pédicellaire.

1 = épiderme 2 = plaque ambulacraire 3 = mamelon articulaire 4 = piquant 5 = bourrelet 6 = fibres musculaires 7 = ligament circulaire 8 = anneau nerveux

On voit ici les pieds ambulacraires qui s’étirent entre les piquantsIls se déplacent préférentiellement la nuit, grâce à leurs podias, sur des distances allant jusqu'à 3 mètres. Les tubes ambulacraires sont reliés par un ensemble de canaux qui constitue un véritable système hydraulique : l'appareil aquifère, qui est très particulier à l'embranchement des échinodermes. Parmi les piquants et les pieds, se trouvent de petites pinces articulées en forme de « pinces à sucre » appelées pédicellaires.

Pédicellaire trifolié Pédicellaire globifère Les plus impressionnants sont les globifères qui possèdent des griffes qui sont venimeuses et conçues pour injecter une substance toxique aux intrus : en effet un canal apparaît clairement dans la griffe supérieure sur la vue de droite. Ces organes sont répartis sur l'ensemble du test et servent à le nettoyer en le débarrassant des impuretés. Autour de la bouche, la concentration de pédicellaires est plus importante. Ceux-ci contribuent à la nutrition en capturant et acheminant des fragments d'algues ou particules organiques vers l'orifice buccal. Un autre de leur rôle est la défense des oursins contre leurs prédateurs : certains ont développé des toxines anti-astéries, d’autres, des venins actifs contre les poissons.

photo a photo b photo c photo a une vue de dessus et un détail de l'articulation de l'un des 'mors' je pense que les sillons de l'un correspondent à des sillons complémentaires chez les voisins. photo b on voit par transparence que les 'pinces' contiennent des structures osseuses qui leur assurent rigidité et articulation. photo c détail d'un des trois mors.

Rôle respiratoire : La respiration chez l'oursin se fait d’une part par 5 petites branchies situées autour de la bouche, par toute la peau grâce aux papilles dermiques d’autre part ainsi que par les pieds ambulacraires.

détail d’un podia papille dermique branchies L’appareil masticateur et le tube digestif. La bouche est située au centre de la base de l'oursin. Elle renferme cinq dents ou mandibules, capables de ronger les aliments et même d'attaquer la roche. Ces dents sont supportées par des pièces calcaires et maintenues par des fibres musculaires. L'ensemble est appelé "lanterne d'Aristote" en raison de sa forme. Celle-ci comprend 5 pièces calcaires, des muscles et des dents. L’oursin peut projeter une partie de cet appareil hors de sa bouche pour mastiquer les algues ou les animaux fixés aux rochers. Ce mécanisme permet aux oursins de se nourrir d’aliments solides sans avoir de véritables mâchoires. Dessin de l’intérieur de la lanterne d’Aristote Mâchoire d’oursin

photo 1 photo 2 photo 3 photo 1 lanterne d’Aristote. photo 2 vue interne d'une dissection de la région orale montrant la disposition de la lanterne d'Aristote. photo 3 vue par sa face interne. On y reconnaît, les dents calcaires alternées avec une pièce squelettique articulée faisant office de pince : le compas. Divers muscles assurent les mouvements des dents. On remarquera la rigoureuse conservation de la symétrie pentaradiée. Le centre de l’appareil est occupé par le pharynx qui se continue par un oesophage qui pénètre dans l’estomac. Le tube digestif relie la bouche à l'anus qui se trouve à l'opposé, au centre de la partie supérieure du test. L'anus est entouré de cinq plaques génitales séparées de cinq petites plaques radiales, l'ensemble est nommé appareil apical.

coupe l’appareil apical

Alimentation : La plupart des oursins réguliers sont omnivores et se procurent leur nourriture en broutant. Ils se déplacent lentement et raclent les rochers pour arracher les algues, plantes, organismes encroûtants, perforants ou, sessiles, détritus et petits invertébrés. Les oursins irréguliers avalent le sédiment sur lequel ils vivent, ingèrent les protozoaires et les algues qui s’y trouvent et rejettent le sable par l’anus. Certains oursins mangent les petits déchets et les animaux morts qui se coincent dans leurs piquants. D’autres encore sont vraiment carnivores. Ils utilisent leurs pédicellaires pour immobiliser leurs proies : crevettes, petits poissons. Si un oursin se hisse sur un crabe, c’est pour ronger patiemment sa carapace et le digérer. La reproduction. La reproduction chez les oursins est sexuée.

Les produits génitaux sont formés par l'accumulation des ovotides chez la femelle (à gauche), et des spermatozoïdes chez le mâle (à droite). Les gonades, au nombre de 5 obéissent à la symétrie pentaradiée. L'aspect granuleux des ovaires est dû aux ovocytes qu'ils contiennent. L'ovocyte mesure un dizième de millimètre. Sa pauvreté en substances de réserve ou vitellus le qualifie d'oligolécithe. Dans l'ovaire, l'ovocyte possède un noyau de grande taille appelé vésicule germinative. Par réfringence, on discerne le nucléole

libération de gamètes femelles photo d’un ovocyte détail d’un ovocyte

libération de gamètes mâles détail d’un spermatozoïde schéma de l’œuf fécondé Le spermatozoïde est une cellule mobile, de petite taille (quelques microns), au cytoplasme très réduit. Il comprend trois parties principales : - la tête avec le noyau, - la pièce intermédiaire avec les centrioles et l'ensemble des mitochondries - la queue ou flagelle, organe de motricité. Quelques secondes après l'insémination, la fusion du noyau mâle du spermatozoïde dont la partie antérieure a pénétré dans l'ovule, avec le noyau femelle donne un œuf ; ce dernier va débuter une série de divisions et donner les stades 2, 4; 8, 16, 32, 64 ... etc cellules avant de se transformer progressivement (environ 12 heures) en larve "echinopluteus" typique qui commence à se nourrir.

Le développement de l’oursin.

A droite : vue schématique Ci-dessous les étapes vues au microscope

Détail des premières divisions binaires de l’oeuf

Détail de l’évolution de la larve dipleurula en larve plutéus

Cette larve Plutéus, qui est pélagique et ne possède qu’un axe seul de symétrie (les échinodermes ont une symétrie à 5 branches) continue à se métamorphoser. De 4 bras elle passe à 6 et 8 bras puis, au cours de sa huitième semaine, elle se fixe pour se transformer en un jeune oursin de 1 mm. Il a 5 pieds ambulacraires, 5 pédicellaires et 5 piquants. Il lui faudra environ 6 moins pour arriver à la taille de 3 à 5 mm et 5 à 6 ans pour sa taille adulte.

Prédateurs : Les oursins comptent de nombreux prédateurs tels que les étoiles de mer, les poulpes, les loups ocellés, les crabes, les homards et les loutres de mer. Certains mollusques tels les tonnas qui sont des gastéropodes carnivores peuvent forer en 8 minutes leur test. Il y a également les girelles, les sars et les balistes. Ces poissons soufflent sur l'oursin pour le retourner de manière à pouvoir broyer sa face ventrale. Les plathelminthes et annélides polychètes, comme Platynereis dumerilii, sont également des prédateurs des oursins tout comme les oiseaux marins tels les eiders et les goélands argentés. Enfin l'homme qui consomme crus les gonades oranges, qui sont les organes génitaux, des oursins violets .

Etoile de mer Poulpe Loup ocellé Crabe Homard

Loutre de mer Tonnas Girelle Sars Baliste

Plathelminthe Platynereis dumerilii Eider Goéland argenté Humain Pour leur échapper, les oursins se camouflent sous les algues ou des coquilles vides. Et pour finir une sélection de photos d’oursins avec quelques nouvelles à leur sujet.

Diadème Violet Blanc Melon

Pourpre Crayon Calotte Cuir (venimeux)

Spatangue pourpre Cœur Toxopneustes Noir Les Oursins sont responsables de la plupart des accidents dus aux échinodermes. En milieu subtropical et tropical, des espèces littorales peuvent être attirées par les excréments et divers déchets, ce qui entraîne la concentration de ces animaux dans des zones à forte densité humaine et augmente les risques d'accidents.

Pathologies liée à l’oursin. Rencontres du premier type : Elles sont les plus fréquentes ; c'est la pénétration cutanée par les épines d'oursins. Un appareil musculaire et un fin système nerveux à la base des piquants permettent à l'oursin la présentation d'un nombre optimal d'épines sous un angle favorable, dans une peau ramollie par le séjour aquatique. La pénétration provoque une vive douleur, soulignée par la plupart des auteurs ; les piquants, fragiles, cassent et abandonnent leur extrémité dans les tissus cutanés et sous-cutanés. Mais soulignons d'emblée, que certains sujets sont réactifs à ces corps étrangers et d'autres non. Le tableau clinique peut se compliquer de manifestations parfois mortelles, si l'oursin appartient à une espèce venimeuse.

Rencontres du 2ème type : C'est la consommation alimentaire des ovaires de l'oursin femelle, mets très recherché ; elle expose :

chez les espèces comestibles, à : o l'intolérance alimentaire des sujets allergiques,

entre autre à l'iode, o la gastro-entérite de type infectieuse, et l'oursin

est une poubelle de mer au même titre que les moules,

o une intoxication à d'autres substances, tel le plomb .

chez les espèces non comestibles : o on a peu de données dans la littérature ,

concernant les conséquences cliniques ; o mais, dans le cas des espèces venimeuses, cette

ingestion entraîne : nausées-vomissements-diarrhées et quelques cas de migraines, sans cas mortels rapportés.

Le venin. Il peut être contenu dans la matrice ou les glandes du piquant ainsi que dans des sacs appendus aux mâchoires. La couleur pourpre-violet du venin de certaines espèces tatoue la porte d'entrée cutanée pendant quelques jours, ce qui permet de confirmer l'envenimation ; cette coloration est indolore. La nature chimique de la toxine est variable selon les espèces. Domaine scientifique. Des chercheurs américains ont décrypté le génome de l'oursin pourpre de Californie. Cette percée pourrait aider à créer de nouveaux traitements contre le cancer et d'autres maladies incurables. Ils ont identifié les 23.300 gènes formant le génome de ces invertébrés marins. Ils ont ainsi découvert que l'animal partageait 7.077 de ses gènes avec l'humain. Ce dernier en possède environ 25.000. Les scientifiques ont été surpris de constater la proportion de gènes communs entre l'humain et ce porc-épic des mers. Cette grande proximité entre les deux espèces était insoupçonnée. L'oursin est ainsi un modèle de recherche au potentiel encore plus prometteur que celui de la mouche drosophile et des nématodes, une variété de vers, utilisés pour la recherche et qui ont aussi un grand nombre de gènes communs avec les humains. Le séquençage du génome de l'oursin a révélé à la surprise des chercheurs qu'ils avaient le système immunitaire le plus sophistiqué de tous les animaux étudiés jusqu'à présent. Leur mécanisme interne de défense complexe ne repose pas sur des anticorps, ce qui expliquerait la grande longévité de ces animaux. Les oursins sont aussi dotés de gènes liés à de nombreuses maladies humaines telles que la dystrophie musculaire, une affection héréditaire dégénérative progressive des muscles striés, ainsi que la maladie d'Huntington, une dégénérescence héréditaire du système nerveux à l'origine de démence.

L'oursin détient-il la clé de l'infertilité humaine ?

De l'eau, du sucre, et des œufs. Un bon début pour faire des crêpes, et plus encore pour assurer la reproduction des oursins sans risque de croisement ! L'histoire du commencement de la vie, et peut-être de nouvelles applications dans les problèmes rencontrés par certains couples pour avoir un enfant... Un oursin vert n'a aucune chance de ‘conclure' avec un oursin violet. Que ce premier se rassure, ses charmes ne sont pas remis en question puisqu'il ne s'agit pas ici d'affinités entre deux partenaires. Les biologistes avaient déjà constaté que les oursins vivant à des profondeurs différentes ne s'hybridaient pas. Et aussi intriguant que cela paraisse, ceux qui vivent à la même profondeur et se reproduisent en même temps, s'ils ne font pas partie de la même espèce, ne pourront pas non plus avoir une descendance commune. Le calvaire du spermatozoïde Lorsque les femelles libèrent leurs ovocytes dans l'eau, les mâles font de même avec leur sperme. C'est un parcours du combattant qui attend le pauvre spermatozoïde. Parviendra-t-il à féconder un œuf… Rien n'est moins sûr face à la forteresse qui protège ce dernier ! L'oeuf est en effet blotti, bien au chaud, dans sa gangue, une épaisse couche gélatineuse composée de sucres complexes, les protéoglycanes. La botte secrète du spermatozoïde ? La bindine. C'est une protéine particulière du sperme qui se lie à un récepteur de la membrane plasmique de l'oeuf. Dans le mille : la tête chercheuse de notre héros ne manque pas sa cible ! On a longtemps pensé que les protéoglycanes étaient semblables chez toutes les espèces d'oursins, mais il n'en est rien. Bien que très proches d'une espèce à l'autre, ces molécules différent en fait légèrement. D'où le fait que le sperme de l'oursin violet ne pourra pas féconder d'ovocytes d'un oursin vert, et vice-versa !

U. Korn 12/08